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《量子力学体系的标准模型到底讲了什么？》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第三十九章：量子力学体系f标准模型到底讲了什么?这是第三十九章的内容，前面的所有的内容，都可以说是包含在量子力学体系的标准模型之中。标准模型是人类目前最成功的理论，为了这个理论，有一长串的人名在等你阅读，每一个人背后深刻的故事，都值得你流泪。不只是夜晚，即使白天，也值得你流泪。走过人群，我没有留下什么;走完人生，我也没有留下什么；但现在我看到了一些我喜欢的字，我喜欢的东西。是我未曾谋面的天才们留下的礼物。——灵遁者我只是把他们原封不动的从一个暗的角落，挪动岀来，希望你们再次注意到这些东西。在粒子物理学里z标准模型
2、（英语：StandardModel,SM）是一套描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论。它隶属量子场论的范畴,并与量子力学及狭义相又寸论相容。到目前为止，几乎所有对以上三种力的实验的结果都合乎这套理论的预测。但是标准模型还不是一套万有理论，主要是因为它并没有描述到引力。标准模型共61种基本粒子（见表）包含费米子及玻色子——费米子为拥有半奇数的自旋并遵守泡利不相容原理（这原理指出没有相同的费米子能占有同样的量子态）的粒子;玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不相容原理。简单来说，费米子就是组
3、成物质的粒子而玻色子则负责传递各种作用力。每一种粒子的基本概念，在前面章节有详细论述,在此不再赘述。基本粒子种类世代反粒子色总计夸克23成对336轻子23成对无色12胶子11自身88W粒子11成对无色2牟子11自身无色1光子11自身无色1希格斯粒子11自身无色1总计61电弱统一理论与量子色动力学在标准模型中合并为一。这些理论都是规范场论，即它们把费米子跟玻色子(即力的中介者)配对起来,以描述费米子之间的力。由于每组中介玻色子的拉格朗日函数在规范变换中都不变,所以这些中介玻色子就被称为规范玻色子。标准模型所包含的玻
4、色子有：§胶子-强相互作用的媒介粒子,自旋为1,有8种§光子-电磁相互作用的媒介粒子，自旋为1,只有1种§W及Z玻色子-弱相互作用的媒介粒子,自旋为1•，有3种§希格斯粒子-引导规范群的自发对称性破缺,与费米子有汤川耦合,亦是惯性质量的源头。实际上规范玻色子的规范变换是可以准确地利用一个称为"规范群"的酉群去描述。强相互作用的规范群是SU(3),而电弱作用的规范群是SU⑵xU(l)0所以标准模型亦被称为SU(3)xSU⑵xU(l)。在众玻色子中，只有希格斯玻色子不是规范玻色子。而负责传递引力相互作用的玻色子——引
5、力子则未能被包括在标准模型之中。标准模型包含了十二种"味道"的费米子。组成大部分物质三种粒子:质子、中子及电子,当中只有电子是这套理论的基本粒子。质子和中子只是由更基本的夸克，受强作用力吸引而组成。以下的标准模型的基本费米子：费米子可以分为三个”世代”o第一代包括电子、上及下夸克及电中微子。所有普通物质都是由这一代的粒子所组成;第二及第三代粒子只能在宇宙射线或是高能实验中制造出来,而且会在短时间内衰变成第一代粒子。把这些粒子排列成三代是因为每一代的四种粒子与另一代相对应的四种粒子的性质几乎一样,唯一的分别就是它们
6、的质量。例如，电子跟P子的自旋皆为半整数而电荷同样是-1，但P子的质量大约是电子的二百倍。电子与电中微子，以及在第二、三代中相对应的粒子，被统称为轻子。夸克拥有一种叫"色"的量子性质，并且与强作用力耦合。强作用力不同于其他的作用力（弱力、电磁力、重力），会随距离增加变得越来越强。由于强作用力的色禁闭特性，夸克永远只会在色荷为零的组合中出现（如介子、重子）,这些不同的组合被统称为"强子"O目前实验中确认的强子有两种：由三颗夸克组成的费米子，即重子（如质子及中子）；以及由夸克-反夸克对所组成的玻色子,即介子（如TI介
7、子）o而由五个夸克所组成的五夸克粒子,目前实验上的结果仍有争议。左手»XT第Ti(左手)电G弱超a色侖创电子-1-1/2-i1511KeV正电子£+10+21511KeV电*律子0+1/2-11<028eV^J^⑴反电中快子0001<028eV«^4J上彎克UL+2/3+1/2+1/33、3MeX/仕«反上誓克诟-2/30-4/33■SMeg51dL-1/3-1/2+1/33-6MeV^«反下爭克+1/30JJ+2/33■6MeW制3!三代9*T(左手)券同位童參够0色肓亦】仔nJ-1-1/2-11178GeV反
8、评rR+10+21178GeV忡■子」0+1/2-1J11<028小炬诳4反T中窝子%0001<028如厲顶专克II+2/3+1/2+1/33171Gev反M帝克-2/30-4/3fl*3171GeV曲克jbL-1/3-1/2+1/33■423+1/30+2/33*42GeV接着来回顾一下标准模型的硏究历史，是怎么一步步完善标准模型理论的。标准模型里SU(3)xSU(2)
