目前发现了多少种粒子?

目前发现了多少种粒子?
目前发现了多少种粒子?

目前发现了多少种粒子?
从汤姆孙发现电子到1932年发现中子,人们认识到质子、中子、电子和光子可以称为基本粒子.当时一度认为一切都已搞清楚：质子和中子构成一切原子核；原子核和电子则构造了自然界的一切原子和分子,而光子仅仅是构成光与电磁波的最小单元.然而好景不长,对物质结构的这样一种“圆满”的解释并没能持续多久,人们很快发觉当时所发现的基本粒子不能圆满地解释核力. 第一代： 1935年著名的日本物理学家汤川秀树（1907～1981年）大胆假设,很可能还有未曾发现的新粒子.汤川秀树认为,就像电磁相互作用是通过交换光子而实现的那样,核力是通过核子间交换一种介子而实现的.他还估算出了这种粒子的质量大约是电子质量的200倍.两年之后,美国物理学家卡尔·戴维·安德孙（1905～ 年）在宇宙射线中发现了一种带电粒子,它的质量是电子的200倍左右,被命名为“m（缪）介子”.理论预言的成功使人们倍感欣慰,但进一步的考察却令人十分扫兴.因为这种m介子根本不与核子相互作用,很明显,它不可能是汤川秀树所预言的粒子. 1947年,巴西物理学家塞色,M·G·拉帝斯等人利用核乳胶在宇宙射线中又发现了一种介子——p介子.p介子的性质完全符合汤川秀树的预言,能够解释核力.实际上,“m介子”不是介子而是一种轻子,所以现在将m介子称为“m子”.到1947年,人们认识的粒子已达14种之多.其中包括当时已发现的光子（g）,正负电子（e±),正负m 子（m ±),三种p介子（p±, p0）,质子（p）和中子（n）10种；另外4种就是1956年在实验室中被发现的正反电子中微子（按此在新窗口浏览图片） 、反质子（按此在新窗口浏览图片）和反中子（按此在新窗口浏览图片）.这14种粒子各有用武之地,其中质子、中子和电子构成一切稳定的物质；光子是电磁力的传递者,p介子传递核力,中微子在b衰变中扮演不可缺少的角色（b衰变是原子核自发地放射出电子或正电子,或者俘获原子内电子轨道上的一个电子,而发生的转变）；而m子则在宇宙射线中出现.以上这些就构成了第一代粒子. 第二代： 稳定的秩序似乎并没有维持多久,“完满”的旧理论很快就被一系列新的疑问所冲破.在发现p 介子的1947年,人们利用宇宙射线在云室中拍下了两张有V字形径迹的照片,衰变产物是p±介子和质子（p）.这两种径迹不能用任何当时已发现的第一代粒子来解释,于是人们很自然的想到,这一定是两种未发现的粒子衰变所形成的.在之后的几年里,人们拍摄了十多万张宇宙射线照片,终于发现了这两种不带电的新粒子.其中一个质量为电子质量的1000倍,现在被叫做“k0介子”；另一个约为电子质量的2200倍,现在称为 l粒子（读“兰布塔”）.我们称它们为第二代粒子,这是因为它们有两个明显的特点：(1) 产生快,衰变慢；(2) 成对（协同）产生,单个衰变.这些特点用过去的理论是无法解释的,所以又称它们为“奇异粒子”. 为了对这些奇异粒子进行定量研究,光靠宇宙射线是不够的.50 年代初,一些大型加速器陆续建成,使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核,以研究奇异粒子. 到1964年人们又陆续发现了一批奇异粒子,使人们发现的粒子种类达到了33种.这些奇异粒子统称为“第二代粒子”. 第三代： 如果我们把已发现的30多种粒子按它们的稳定程度来分类,那么其中有的粒子是稳定的,例如质子、电子等；有的粒子却要自发地衰变成其它粒子,例如m ±、p±、π0、k0、λ0……等.它们衰变的时间一般在10-20 ～10-16秒或大于10-10秒,分别属于电磁作用衰变和弱作用衰变.到了60年代,由于加速器的能量逐步提高和高能探测器的迅速发展,在实验上也发现了衰变时间在10-24～10-23秒范围的快衰变粒子,其衰变属强作用衰变.这些粒子被称为“共振态粒子”,也称“第三代粒子”.由于它们的出现,使粒子种类猛增到上百. 而如今LHC是这些“大炮”中最强大的.它埋藏在法国、瑞士边境的地下.巨大的圆形隧道,周长超过27千米.实验管道将维持在—271℃的极低温.这时会出现奇妙的超导现象,粒子在管道中将几乎不受任何阻力,因此,它们可以以让人惊讶的速度发射出去——那将是光速的99.9999991%.尽管这些粒子的质量非常小,但超高的速度使之带上了巨大能量.一旦它们彼此相互碰撞,将发生剧烈的爆炸.科学家们希望,这样的爆炸能抛出一种名叫希格斯子的基本粒子.此前,科学家们只是通过运算而预言了它的存在,它也是所有已知基本粒子中,惟一尚未被找到的一个了. 然而,尚未正式“出生”的LHC,命运已然多舛.由于它的工作温度接近“绝对零度”,所以在启动前它必须完成降温工作,并进行相应试运行.但一旦出现问题,就必须又恢复到室温修理.这种反复升温、降温的工作让LHC的启动时间不断推迟.今年5月启动的原计划,已经没有可能了. 另一方面,LHC也在公众中引起了一些恐慌.两名美国科学工作者正式起诉了LHC及其主要建设单位.他们认为,LHC可能会制造出黑洞或“奇异粒子”,毁灭地球. 不过,在物理学家看来,“LHC毁灭地球”的说法实在是无稽之谈.但他们同样有一些其他的担心.中科院高能物理研究所所长陈和生告诉《新知周刊》,LHC的初衷是找到希格斯子,但是否能找到它,谁也不能打包票. 史上最大强子对撞机今夏启动,有望找到“希格斯粒子” LHC 揭开物质世界最后的秘密 今年夏季,大型强子对撞机将投入使用.这是世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,英文名称为LHC(Large Hadron Collider).它同时也是人类建造的最大规模机械装置和最大规模的超导设备. LHC是个圆形加速器,深埋于地下100米.其环状隧道有27千米长,大得可以将百慕大、摩纳哥或者4个梵蒂冈塞进它所占的区域内.然而,近日来,两位美国科研人员却将LHC的主要研制方欧洲核子研究中心(CERN)告上法庭,认为LHC产生的黑洞不会消失,或会产生“杀手奇异子”,而两者结果都将导致地球的毁灭.
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