物理學中說的62種基本粒子,分別是哪些?

艾伯史密斯


看其他問答在說是不是搞問卷調查。。。。。但說實話我想問有多少人知道有62種基本粒子?其實我也沒有了解到很精確,所以自己先去惡補了一下。

所以有時候有的問題看起來無聊或者無意義但其實大多數人反而不知道。

62種基本粒子?

其實說是62種基本粒子可能會有所爭議,為什麼呢?因為在這62種中61種已經被發現或者驗證,但唯獨剩下一種。它就是-引力子。


所謂引力子的由來是物理學家為了從量子的角度去解釋引力作用而提出的基本粒子,因為強相互作用由膠子參與,而弱相互作用是W +,W -,Z 玻色子傳遞,弱電磁相互作用是光子,因此科學家猜測必然有一種粒子參與引力作用,將其稱為:引力子。然而引力子到目前為止仍沒有發現或證明。

分類

那麼這62種基本粒子如何分類呢?一般情況下我們按照其自旋分類。


第一類:自旋為1/2的費米子。

這一類包括六味夸克和六味輕子,剛好最近有一篇回答是關於夸克的。而每味夸克和輕子都有對應的反粒子。不僅如此夸克還更加特殊,每味夸克還有三個色自由度,所以實際上夸克有36種,輕子有12種,共48種。

第二類:自旋為1的玻色子。

這一類分為光子、 W+W-、 Z 玻色子以及膠子,其分別傳遞電磁,弱,強三種基本作用力。其中膠子一共8種,所以加起來共12種粒子。

第三類:自旋為0的Higgs粒子。

關於這種粒子是否定義為基本粒子也有一些爭論,雖然它可以與費米子,包括夸克和輕子相互作用後產生質量,但是也存在它是幾種粒子的複合粒子的可能。

所以48+12+1一種就是61種,算上尚未發現的引力子就一共是62種基本粒子。


你認為引力子真的存在嗎?


科學認識論


物理學中所說的62種基本粒子是粒子物理學中標準模型下所描述的基本粒子,實際已經發現61種粒子,其中的引力子還屬於假設。這就是廣義相對論與量子力學的主要矛盾,兩個理論對引力的描述不能相容。

這61種基本粒子又分為費米子與玻色子,由規範場論負責描述它們之間的相互作用。

費米子(48種)

費米子是組成物質的基本粒子,遵守泡利不相容原理,其自旋為半奇數。這61種粒子中的夸克與輕子都屬於費米子。

6味夸克(上夸克、下夸克、頂夸克、底夸克、璀璨夸克、奇異夸克),每1味又分為3色,以及它們各自的反粒子,總計36種。原子核中的質子和中子都是由夸克中的上夸克和下夸克構成的,例如質子就由兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強相互作用下構成。


輕子分為6味,包括其各自的反粒子,總共有12種。分為三代,電子e及電子中微子就屬於第一代輕子,負電子與原子核結合形成中性原子。

玻色子(13種)

玻色子是負責傳遞各種作用力的基本粒子,其自旋為整數,玻色子不遵守泡利不相容原理。這61種粒子中的膠子、z粒子、w粒子、光子及希格斯粒子都屬於玻色子,它們又被叫做傳播子。除希格斯粒子的自旋為0以外,其於粒子的自旋都為1。

膠子總共有8種,也就是分為8色,負責傳遞強相互作用。

z粒子(1種)及w±粒子(2種),負責傳遞弱相互作用。

光子只有1種,負責傳遞電磁相互作用。

希格斯粒子只有1種,通過希格斯機制賦予粒子質量。



這裡介紹一下強子,它們是由夸克構成的。強子分為重子(如質子、中子)與介子,由三個夸克(上夸克及下夸克)組成的費米子,即重子。由夸克-反夸克對所組成的玻色子,即介子(如π介子)。

理論中預言的引力子負責傳遞引力相互作用,目前還沒有在實驗中發現。


科學探索菌


看到這個問題很慚愧,我頭腦中關於粒子的概念就是:原子核和核外電子、原子核內質子和中子、中子質子內是夸克,基本粒子就是電子和夸克及它們的反粒子。今天看到有62種基本粒子,自己去找資料學了一下,你們也來看一下。

費米子:有半整數的自旋(如1/2,3/2,5/2等),包含了所有的物質粒子,是構成物質的原材料。包括輕子(電子類)12種、夸克類(6味×3色×正反粒子)36種,共48種

  • 輕子:電子、μ子、τ子、電子中微子、μ子中微子、τ子中微子再分別加上他們的反粒子。

簡單記憶:兩個種類、三個世代、成對反粒子、無色。等於2x3x2=12種。

  • 夸克:共36種夸克,篇幅有限不詳細列出。

簡單記憶:兩個種類、三個世代、成對反粒子、三色。等於2x3x2x3=36種。

規範玻色子:有整數的自旋(如0,1,2等),主要是傳遞作用力的粒子共14種

  • 膠子:引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 上夸克-上夸克引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 反上夸克-反上夸克磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) (反)下夸克-(反)下夸克磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) 夸克-反夸克陽電力型膠子 上夸克-下夸克陰電力型膠子 上夸克-下夸克陽電力型膠子 反上夸克-反下夸克陰電力型膠子 反上夸克-反下夸克。


簡單記憶:一種類、一世代、反粒子自身、八色。等於1x1x8=8種。

  • w玻色子;2種

  • z玻色子:1種
  • 光子:1種
  • 希格斯粒子:1種
  • 引力子(尚未發現):1種

量子力學對於四大基本作用力的解釋只有引力沒有實現,尚未發現引力子的存在,而廣義相對論對於引力的解釋是時空的彎曲外在表現,這也是兩大支柱之間的矛盾點之一。


這裡是科學黑洞,歡迎你的關注與點評。


科學黑洞


要說這個問題,還得先回憶一個人,這個人是誰呢?不是愛因斯坦,不是牛頓,不是玻爾,不是盧瑟福,不是查德威克,都不是,還得靠前,到底是誰呢?是德謨克利特。

德謨克利特

他不是哲學家嗎?對,沒錯,他是古希臘偉大的哲學家,不過那時候的哲學家,不懂科學都不好意思跟人打招呼,例如亞里士多德不就說過兩個鐵球嗎?

德謨克利特最早提出了原子說,也不算最早吧,他繼承的是他的老師的學說,不過他完善了原子說,認為世界的本原是原子,而原子不可再分,就是說原子就是基本粒子。

當然在那個時代,這是無法證實的,因為無法證實,所以大家就爭來吵去,“唯能說”和“原子說”的爭論是科學史上的一次大戰,其爭論之激烈一點也不亞於後來的愛因斯坦挑戰量子學派,結果還把堅持“原子說”的玻爾茲曼給氣死了,是真的氣死了,玻爾茲曼因為不堪其擾,自殺了。

終結這一爭論,確認“原子說”的地位的是誰呢?猜一猜,居然是愛因斯坦,在愛因斯坦奇蹟年,愛因斯坦寫了五篇論文,其中一篇就是論證原子說的。

這就是愛因斯坦,沒有想到吧,他當年居然也是英俊少年。

從原子說提出到證實,經過的時間太長了,居然從古希臘走到了現在,不過人類的科學是加速發展的,所以三體人不得不發射了質子來鎖死地球科技,這事來三體人都看出來了,地球人怎麼會忘記呢?

原子說的確認很重要,首先確認了世界的本原是物質的,另外還告訴大家,可以試著繼續往細微處分一下。

既然已經確定了原子說,剩下的事情就好辦多了。

湯姆孫,盧瑟福、查德威克直接打開了原子世界的大門,電子、質子、電子紛紛被發現了,那麼是不是可以繼續分下去呢?

當然可以,分之前,還得說一下泡利。

泡利:我不是說誰,我是說,在座的都是垃圾。

泡利是一位無與倫比的天才,是當之無愧的學二代,他的教父就是馬赫,馬赫太大名鼎鼎了,連愛因斯坦都要尊稱他為老師,泡利還自稱為愛因斯坦的繼承人,不僅僅是自稱,是大家都承認的,愛因斯坦也認可。

泡利提出了泡利不相容定律,這是物理學界的一個基本規律。

泡利都出現了,可以分一下基本粒子了。

基本粒子基本上分為兩類,一類是費米子,一類是玻色子,它們以自旋分類,自旋就是泡利不相容定律的一個重要參數,所有半自旋的都是費米子,整數自旋的都是玻色子,其中,所有費米子都遵循泡利不相容定律。

簡單來說,費米子管構成,玻色子管傳遞。

要不說一下費米,費米太偉大了,不說兩句實在是過不去,一般我們對費米的瞭解是費米悖論,就是“外星人在哪裡呢?”那個著名悖論。

費米:我禿了,我也變強了。

我們都知道原子彈之父是奧本海默,那麼原子能之父就是費米,他建造了第一個可控核反應堆,要知道,原子彈可是不可控的,而且,鏈式反應就是費米提出的,這可是原子彈的基礎理論啊,他還第一個認識到了鏈式反應在軍事上的重要性,比愛神要早好幾個月。

費米子又分為夸克和輕子,夸克就是重子,為什麼呢,因為他比輕子重。

夸克分為六種,分別是上(up)、下(down)、璨(charm)、奇(strange)、頂(top)、底(bottom),這就是夸克的味,看來物理學家們都是吃貨啊。

有了味還不行,不是都講究色香味俱全嗎,有了味還得有色,要不怎麼吃啊,所以每種味又分為三種色,分別是紅色(r)、綠色(g)、藍色(b)。

現在有幾種了,3×6=18種,再算上反夸克,就翻倍,就是18×2=36種。

說了夸克,就該輕子了,輕子分三種,電子、τ子和μ子,還是湯姆孫最牛,最早發現了電子,打開了微觀世界的大門,到現在電子還是最基本的粒子。

這是三種了,他們還對應著中微子,說起了中微子,泡利又要出現了,當年他基本可以預測出中微子,但是他太牛了,對這些小事不屑一顧,拱手讓給了費米,為泡利掬一捧同情的淚。

還得有反粒子不是,那麼算算有幾種了,3×2×2=12種。

費米子基本就差不多了,一共是48種。

那麼下面就該說玻色子了。

玻色這個名字是不是有點陌生,那麼我說一個概念你就對這個名字有些震驚,就是玻色愛因斯坦統計,沒看錯,你真的沒看錯,愛因斯坦居然排在了玻色後邊。

玻色是一位印度人,不要以為三哥只會玩摩托車,做起物理學來也不遜色,不過遺憾的是,玻色並沒有獲得諾貝爾獎。

所有的玻色子都遵循玻色愛因斯坦統計。

玻色子可以繼續細分,一種就是膠子,為什麼叫膠子呢,因為他們象膠水一樣把夸克粘在了一起,他們就是傳遞夸克之間的強相互作用的。

膠子具有顏色,由一正一反兩種顏色組成,顏色有三種,這樣算下來是不是有九種啊,還真不是,因為單色態的膠子不算,所以只能有8種。

另外還有W玻色子和Z玻色子,是傳遞弱相互作用的,其中W玻色子分為兩種,分別帶正電和負電,Z玻色子只有一種。

現在數數一共有幾種了。

夸克36種,輕子12種,膠子8種,W玻色子2種,Z玻色子1種,加起來是59種,不對啊,怎麼少了呀。

這事還得愛因斯坦出來,光子啊,第一次完美地解釋光電效應的就是愛因斯坦啊,既然是他老人家提出的,當然得遵守玻色愛因斯坦統計了,光子也是玻色子的一種是傳遞電磁力的。

60種了,還不夠了,只能上帝出場了,上帝粒子就是希格斯粒子,他是賦予質量的,前兩年發現了希格斯粒子,那是一個大新聞。

61種了,還差一種吧,前面說了玻色子傳遞各種力,強相互作用力、弱相互作用力還有電磁力都有相應玻色子傳遞,那麼我們最熟悉的引力靠什麼傳遞啊,當然是引力子了,不過這個另當年牛頓頭疼不已引力子現在還沒有發現,是不是存在還說不清楚。

牛頓:引力子啊,你在哪裡?

所以呢,基本粒子說是61種也可以,62種也可以。

那麼目前的基本粒子是不是還可以再分呢?不知道,是不是這些基本粒子都可以統一成某一種或兩種粒子,基本粒子只是不同表現形式呢?還是不知道。

說不定,我們的科學已經被三體人鎖死了也說不定。


閒時亂翻書


😒兄弟,你問這是想在搞問卷調查麼


九樓僱傭軍


沒那麼多,12種而已


手機用戶57610903150



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