當前位置:首頁>科技>標準模型中粒子的分類:μ介子為何變成μ子
發布時間:2025-10-27閱讀(4)
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讓我們先談談可以表征粒子的一些明顯方法。首先,它們可以按質量分為大、中、小三類。其次,它們可以分為不同種類的自旋,比如說是自旋基本單位的整數倍或半整數倍。再次,它們還可以按電荷進行分類,粒子要么帶有電荷,要么是中性的。最后,可以將粒子分類為是否可以感受到強力,這在歷史上是很重要的。
過時的質量分類法有非常輕的電子和中微子,質量不超過質子質量的0.05%。因為它是如此之小,所以這些粒子被稱為輕子。相比之下,有些粒子的質量和質子相當,或者可能是質子質量的兩倍,因為它們是粒子世界的胖子,所以它們被稱為重子。最后,在輕子和重子之間有質量的粒子,它們的質量在大約10%到50%的質子范圍內,這些粒子被稱為介子,意思是介于兩者之間。
現在,這種基于質量的分類是有道理的,但事實證明它是錯誤的。重子可以感受到強力,而輕子則沒有。介子也能感受到強力,但μ介子除外,這是一個低質量的介子,感受不到強力。能感受到強力的粒子稱為強子。在自旋方面,有整數自旋的粒子在印度物理學家薩特延德拉·納特·玻色之后被稱為玻色子,他開發了描述它們相互作用的數學,并與愛因斯坦聯合發表了論文。費米子是具有半整數自旋的粒子,以恩科·費米的名字進行命名,他與保羅·狄拉克一起開創了描述它們的數學。重子和輕子都是費米子,而大多數介子是玻色子,然而μ介子又搞特殊了,它是費米子。 μ介子變成了μ子夸克是自旋為1/2的費米子,自旋的方向可以向上或向下,因此他們可以有 1/2或-1/2的自旋。夸克可以感受到強力,而μ介子沒有,那么很明顯它屬于輕子的范圍而不是介子,于是μ介子變成了μ子。
所以現在我們已經準備好用正確的方法來表征粒子了。粒子的自旋可以區分費米子和玻色子。輕子不包含夸克,但強子包含夸克,介子和重子都是強子。介子包含一個夸克和一個反夸克,重子包含三個夸克。由于夸克的自旋為±1/2,因此介子的自旋為整數自旋:-1、0、 1,所以它們都是玻色子;而重子有三個夸克,所以它的自旋為半整數自旋: 3/2、 1/2、-1/2、-3/2,因此重子都是費米子。輕子不再包含更基本的粒子,有點像夸克但感覺不到強力,輕子是費米子。(www.Ws46.com) 有一些玻色子不攜帶夸克,它們是光子、W和Z玻色子、膠子和希格斯玻色子,它們都是介導力的粒子。
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