最輕的粒子是什麼,世界上最小的粒子是什麼?

2022-03-27 05:18:53 字數 6467 閱讀 2589

1樓:廣西師範大學出版社

迄今人類所發現的基本粒子中最輕的是哪個呢。

有人說是光子和膠子,因為它們的靜質量為零。不錯,不過光子和膠子都屬於作用力粒子。最輕的物質粒子要數中微子。

20世紀30年代,人們發現鈾和鐳衰變前後的能量不相等,說明有一部分能量丟失了。奧地利物理學家泡利為了解釋這一現象,認為在衰變過程中原子核除發射β射線外,還伴有一種我們不知道的其他粒子。他推測這種粒子本身不帶電,質量幾乎為零,速度跟光一樣快,就是它從衰變中帶走了能量。

人們根據泡利的推測,給這種粒子起名為「中微子」。

2023年,德國物理學家貝特和韋扎克各自獨立提出了恆星能量產生的理論,認為在恆星及太陽內部發生著氫聚合成氦的原子核反應,釋放出巨大的能量,同時還會產生大量光子和中微子。

要檢驗這一理論,最好的辦法就是計算太陽發出的中微子數量。雖然太陽內部產生的光子很容易發生轉換和擴散,但是中微子的數量則不會有變化。

不過,儘管每時每刻都有數萬萬億個中微子飛過地球,但由於它穿透力很強,幾乎不與任何物質發生相互作用,科學家無法用傳統的探測器「捕捉」到它。

美國科學家戴維斯想到一個好辦法,他在地下1500m深的礦洞裡安裝了一個儲有615噸四氯乙烯溶液的大罐子,因為四氯乙烯中的氯原子受到中微子撞擊後會變成放射性氬原子,同時發出微弱的熒光。利用這種方法,戴維斯在2023年首次推算出來自太陽的中微子數量。結果卻令人失望,因為實際測得的數量只有理論預言的1/3,令科學家百思不解,成為轟動一時的中微子失蹤之謎。

2023年,歐洲核子研究中心的科學家通過實驗發現,中微子原來有3種型別,即電子中微子、μ子中微子和τ子中微子。2023年,以小柴昌俊為首的日本超級神岡實驗室科學家發現,宇宙射線在地球大氣上層所產生的μ子中微子會變成了τ子中微子。2023年,加拿大薩德伯裡中微子觀測站的研究人員證實,來自太陽的電子中微子有2/3在前往地球的途中轉變成其他型別的中微子,解開了長達30年的太陽中微子失蹤之謎。

戴維斯與小柴昌俊等人因此獲得2023年獲諾貝爾物理學獎。

目前已測得的電子中微子的質量為10-33g,約為電子質量的百萬分之一。雖然中微子的質量很小,但科學家推測,它在宇宙中的總質量約佔全部宇宙質量的0.3%~21%,而宇宙中全部氣體、塵埃和恆星的總質量只佔4%。

中微子很可能是宇宙暗物質的一種,而且它還可能與宇宙中物質與反物質的不對稱有關。人們希望通過對中微子的研究,解開宇宙的起源與演化之迷。

2樓:匿名使用者

第21回 賢襲人嬌嗔箴寶玉 俏平兒軟語救賈璉 第22回 聽曲文寶玉悟禪機 制燈迷賈政悲讖語

世界上最小的粒子是什麼?

3樓:新奇怪趣味

世界上最小的東西是什麼樣子?

4樓:荊衣

是中子中的一個粒子,不是夸克,因為科學家還不知道他存在不存在。

5樓:匿名使用者

粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分。最早發現的粒子是原子、電子和質子,2023年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。

看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為歷史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。

6樓:長魚子墨

現在最小的粒子是夸克

最小的基本粒子是什麼?

7樓:張嘉年

理論上最小的基本粒子是:普朗克(尺度)粒子(直徑10^-33公分),但目前尚未發現

普朗克(尺度)粒子

普朗克(尺度)粒子由五種弦組成

目前人類已經發現61種基本粒子,尚差1種重(引)粒子未發現

粒子物理學中,基本粒子(英語:elementary particle)是組成物質最基本的單位。目前在標準模型理論的架構下,已知的基本粒子可以分為費米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規範玻色子和希格斯粒子,也稱傳播子)。

由兩個或更多基本粒子所組成的則稱作複合粒子(如中子、質子、和介子)。

我們日常生活中的物質由原子所組成。過去原子被認為是基本粒子,原子這個詞來自古希臘語中「不可切分的」。之後,原子核被發現是由質子和中子所構成。

20世紀前、中期的基本粒子是指質子、中子、電子、光子和各種介子,這是當時人類所能探測的最小粒子。隨著實驗和量子場論的進展,發現質子、中子、介子是由更基本的夸克和膠子所組成。同時人類也陸續發現了性質和電子類似的一系列輕子,還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。

這些都是現代的物理學所理解的基本粒子。

基本粒子(次原子粒子),分類如下:

費米子基本費米子分為 2 類:夸克和輕子。

夸克目前的實驗顯示共存在6種夸克,和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

它們的質量關係(見上圖)。另外值得指出的是,他們之所以未能被早期的科學家發現,原因是夸克決不會單獨存在(頂夸克例外,但是頂夸克太重了而衰變又太快,早期的實驗無法制造)。他們總是成對地構成介子(見下圖),或者3個一起構成質子和中子這一類的重子(見下圖)。

這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。

輕子共存在6種輕子和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的重電子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:

第一代:(電子) (電中微子)

第二代:(μ子)(μ中微子)

第三代:(濤子) (τ中微子)

請點選輸入**描述

玻色子玻色子是依隨玻色-愛因斯坦統計,自旋為整數的粒子。

規範玻色子

這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」,是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。

自然界一共存在四種相互作用,因此也可以把規範玻色子分成四類。

引力相互作用:引力子(尚惟理論性)

電磁相互作用:光子

弱相互作用(使粒子衰變的相互作用):w及z玻色子,共有3種:w+,w-,z0

強相互作用(夸克之間的相互作用):膠子

粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用**於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用,稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量(普朗克尺度)時很可能這四種相互作用全都是統一的,這種理論稱為"萬有理論"。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低,所以很難驗證。

而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。

普朗克(尺度)粒子

普朗克(尺度)粒子由五種弦組成

膠子膠子是強相互作用的媒介子,帶有色與反色並由於色緊閉而從未被探測器觀察到過。不過,像單個的夸克一樣,它們產生強子噴注。在高能態環境下電子與正電子的對滅有時產生三個噴注:

一個夸克,一個反夸克和一個膠子是最先證明膠子存在的證據。

希格斯玻色子

希格斯玻色子是一種具有質量的玻色子,沒有自旋,不帶電荷,非常不穩定,在生成後會立刻衰變。在標準模型預言的61種基本粒子中,希格斯玻色子是最後一種被實驗證實的粒子。

圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)

(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源圖於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)

注:位元即位元

8樓:

基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。目前物理學認為的基本粒子可以版分為誇權克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。

夸克目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark),和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

輕子共存在6種輕子(lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:

第一代:e(電子) νe(電子中微子)

第二代:μ(μ子) νμ(μ子中微子)

第三代:τ(τ子) ντ(τ子中微子)

規範玻色子這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。

希格斯粒子

希格斯粒子(higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。

9樓:七色涼城雲

冷知識:宇宙中最小的東西是什麼

10樓:再不會有我

基本粒子要比原子、分子小得多,現有最高倍的電子顯微鏡也不能觀察到。質子、中子的大小,只有原子的十萬分之一。而輕子和夸克的尺寸更小,還不到質子、中子的萬分之一。

基本粒子即不可再分的粒子.光子屬基本粒子中的玻色子,是四大媒介子之一,傳遞電磁相互作用,尚未發現微觀結構.目前的標準模型理論認為基本粒子共62中,其中48種費米子,13種玻色子,1種希格斯粒子.

世界最小的粒子是什麼

11樓:愚人侃體育

是夸克。

夸克(英語:quark)是一種參與強相互作用的基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子。

夸克構成了其他的粒子。所有的重子,比如質子和中子,都是由三個夸克組成的(反重子則是由三個反夸克組成的)。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。

而所有的介子都是由一對正–反夸克構成。

12樓:enjoy惟頃刻

沒有最小隻有更小,夸克什麼的都太大了,目前宇宙中上最小的是黑洞的奇點,數量級10的負33次方,被認為是量子力學中允許的最小長度

13樓:匿名使用者

現在研究定義為「夸克」,是質子中子的組成粒子

14樓:沙漠其二

世界上最小的粒子「頂夸克」

最輕的物質是什麼?

迄今為止人類發現的最小粒子是什麼?

15樓:匿名使用者

現在最小的已知物理層是夸克.

夸克這個概念,是由於最近25年來發現了7百多種不同的亞原子粒子才產生出來的。確實,其中只有很少幾種粒子能夠維持到十億分之一秒才發生衰變,但是,僅僅存在著這些粒子的事實本身,就夠物理學家傷腦筋了。

為什麼會有這麼許多粒子,而且每一種粒子都與別種粒子不相同呢?

事情會不會是這樣:這些不同的粒子可能組成幾個大家族,並且每個家族內的許多粒子可能按照非常有規律的方式彼此有些差異?要是這樣的話,就只需要考慮到少數幾個粒子家族的存在,而無需把每一種粒子一一分別考慮了。

這時,在看來似乎雜亂無章的亞原子叢林裡,就會建之起某種秩序來了。

2023年,美國物理學家蓋爾曼和以色列物理學家尼門分別研究出一種把粒子歸入這樣一些家族的辦法。蓋爾曼甚至還提出,有一個粒子族應該包括一種他稱之為負ω粒子的東西——這是一種具有非常奇特的、極不尋常的性質的粒子,但人們從來沒有碰到過它。不過,物理學家只要知道它按照假設應該會有什麼樣的性質,他們就知道該怎樣去尋找它了。

結果,他們在2023年發現了這種粒子,並且發現它的性質正好與蓋爾曼對它的描繪一模一樣。

蓋爾曼在研究他那些粒子家族時想到,說不定所有各種不同的亞原子粒子會是由很少幾種更為簡單的粒子結合而成的。如果真是這樣,那可就會把我們對宇宙的看法大大簡化。

在他看來,只要假定存在著三種不同的、具有特定性質的亞原子粒子,就可以按不同的方式把它們組合起來,得出已知的所有各種亞原子粒子。

由於要用三個這種假設的粒子結合起來,才能構成一個已知的粒子,蓋爾曼就想起了作家喬伊斯的《芬尼根斯·韋克》中的一句話(作者為耍弄文學技巧,故意在這本書中玩文字遊戲):「三個夸克才頂得上一個馬克。」因此,蓋爾曼就把這些假設中的粒子命名為「夸克」。

夸克的二個令人驚奇之處,就是它們應該帶有非整數電荷。所有已知的電荷不外以下幾種情況:或者等於電子的電荷(-1),或者等於質子的電荷(十1),再不然,就是正好等於這兩種電荷的若干倍。

但是,p夸克的電荷只有+2/3,n夸克和λ夸克的電荷只有-1/3。這樣,一個質子將由一個n夸克和兩個p夸克構成,一箇中子則由兩個n夸克和一個p夸克構成,餘者依此類推。

但是,夸克是真的存在呢,還是僅僅是一種數學上的臆想? 為了讓你明白我的意思,請你考慮一張五角的鈔票。一張五角的鈔票可以看作等於10個五分的硬幣。

但是,這僅僅是一道算式呢,還是你真的有可能把這張五角的鈔票撕成十份,並且發現每一份都是一個實實在在的五分硬幣?

自從蓋爾曼第一次提出存在夸克粒子以來,物理學家就一直千方百計想找到夸克存在的跡象,但卻沒有成功。

2023年,澳大利亞有人報道說,已經在宇宙線碰撞所產生的粒子簇射中,找到了帶非整數電荷的粒子的徑跡。不過,它的證據看起來非常玄,所以,大多數物理學家對這個報道都持懷疑態度。

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