标准模型中粒子的分类:μ介子为何变成μ子
让我们先谈谈可以表征粒子的一些明显方法。首先,它们可以按质量分为大、中、小三类。其次,它们可以分为不同种类的自旋,比如说是自旋基本单位的整数倍或半整数倍。再次,它们还可以按电荷进行分类,粒子要么带有电荷,要么是中性的。最后,可以将粒子分类为是否可以感受到强力,这在历史上是很重要的。 过时的质量分类法有非常轻的电子和中微子,质量不超过质子质量的0.05%。因为它是如此之小,所以这些粒子被称为轻子。相比之下,有些粒子的质量和质子相当,或者可能是质子质量的两倍,因为它们是粒子世界的胖子,所以它们被称为重子。最后,在轻子和重子之间有质量的粒子,它们的质量在大约10%到50%的质子范围内,这些粒子被称为介子,意思是介于两者之间。 现在,这种基于质量的分类是有道理的,但事实证明它是错误的。重子可以感受到强力,而轻子则没有。介子也能感受到强力,但μ介子除外,这是一个低质量的介子,感受不到强力。能感受到强力的粒子称为强子。在自旋方面,有整数自旋的粒子在印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色之后被称为玻色子,他开发了描述它们相互作用的数学,并与爱因斯坦联合发表了论文。费米子是具有半整数自旋的粒子,以恩科·费米的名字进行命名,他与保罗·狄拉克一起开创了描述它们的数学。重子和轻子都是费米子,而大多数介子是玻色子,然而μ介子又搞特殊了,它是费米子。 μ介子变成了μ子夸克是自旋为1/2的费米子,自旋的方向可以向上或向下,因此他们可以有 1/2或-1/2的自旋。夸克可以感受到强力,而μ介子没有,那么很明显它属于轻子的范围而不是介子,于是μ介子变成了μ子。 所以现在我们已经准备好用正确的方法来表征粒子了。粒子的自旋可以区分费米子和玻色子。轻子不包含夸克,但强子包含夸克,介子和重子都是强子。介子包含一个夸克和一个反夸克,重子包含三个夸克。由于夸克的自旋为±1/2,因此介子的自旋为整数自旋:-1、0、 1,所以它们都是玻色子;而重子有三个夸克,所以它的自旋为半整数自旋: 3/2、 1/2、-1/2、-3/2,因此重子都是费米子。轻子不再包含更基本的粒子,有点像夸克但感觉不到强力,轻子是费米子。 有一些玻色子不携带夸克,它们是光子、W和Z玻色子、胶子和希格斯玻色子,它们都是介导力的粒子。 |
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光进入不同介质为什么会发生折射
在撞击到玻璃表面时会改变方向,且其变化量取决于光的入射角度。相应的折射角也会改变,玻璃中的波长较短了,因为光波在玻璃中移动的速度更慢。这些扩散的波叠加成了一个新的波前。我们可以多叠加几条线来显示波的传播方向,就可以看到光从空气到玻璃时的弯折现象了。虽然惠更斯原理可以解释光的弯折,麦克斯韦方程组因为玻璃中的ε比空气还大,所以玻璃中的垂直电场就更小。因此我们可以画出光在玻璃中的传播方向。
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反引力物质的正经科学
引力质量是出现在万有引力当中的质量,如果我们有反引力物质,所以不能凭空制造引力和反引力的粒子。不能使反引力与广义相对论兼容,将广义相对论扩展到反引力物质,我们看不到任何反引力物质。反物质=反引力物质?我们怎么知道它不是反引力物质呢?反引力物质与目前尚未清楚的暗物质、暗能量有些相似。反引力物质可以围绕正常星系运转并产生斥力挤压它们,这会产生一种看起来很像暗物质的额外力。