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作者: 添加时间:2016/11/12 14:52:59 欣赏:

粒子可以按自旋量子数J的取值分为两类:J=0,1,2,.,时是玻色子;J=1/2,3/2,5/2,.,时是费米子.粒子自旋角动量在活动方向的投影称为粒子的螺旋度.量子力学规律普遍给出,自旋量子数为J的粒子的螺旋度可以取J,J-1,.,-J+1,-J,共2J+1个值.要是换成在另一个沿粒子活动方向以比粒子更高的,并且其螺旋度只能取J和-J两个值.由于不脂肪利来最老的品牌利来最老的品牌约莫颠末换一个新的 1  1第六章 粒子世界  6 参考体系来观察而失失粒子的螺旋度革新标志,这两个螺旋度外形实际上是相互独立的.  电子、质子、中子、中微子的自旋都是1/2,此中电子、质子、中子都有两个螺旋度.中微子的活动质量要是是零,实际上螺旋度只需-1/2一个值.  光子、W粒子、Z粒子的自旋都是1,此中W粒子、Z粒子都有三个螺旋度.光子的活动质量是零,螺旋度只需1和-1两个值.π介子的自旋为零,固然只需一个螺旋度.  

如今曾经发现的粒子中具有的最大的自旋量子数为11/2,这个粒子标志为Δ(2430),质量为2300~2500MeV,宽度为3000~5000MeV,它有4种带 0 电外形Δ++、Δ+、Δ、Δ-,是一个不坚定粒子,衰变时有5%~15%衰变到一个核子和一个 π介子. 重子数   电子是最轻的带一个单位负电荷的坚定粒子,质子则是带一个单位正电荷的坚定粒子.  电荷守恒要求电子要是能衰变的话,这个单位负电荷不克不及流失,必需转移到衰变后孕育发生的某个粒子上去,但是电子自身曾经是带一个单位负电荷的最轻的粒子,多么电荷守恒实际上决议了电子不克不及衰变,决议了电子的坚定性.  正电子发现后,就提出了一个实践标题:质子并不是带一个单位正电荷的最轻的粒子,为什么质子不克不及衰变为一个正电子和一个光子.质子的坚定性可以用存在一个新的守恒量来标明,这个守恒量称为重子数.规矩质子的重子数为1,但光子和正电子的重子数为0,质子是重子数为1的最轻的粒子,重子数守恒决议了质子不克不及衰变,决议了质子的坚定性. 中子的重子数也是1.在中子衰变成一个质子、一个电子和一个反中微子的进程中,电荷是守恒的,重子数也是守恒的.中子不带电,是一种中性粒子,但中子的重子数是1,这标明它不是纯中性粒子.中子的反粒子是反中子,反中子也不带电,自旋量子数也是1/2,但反中子的重子数是-1,重子数把中子和反中子区分开了. 同位旋   质子和中子的质量相近 m(p)=(938.272000±0.000004)MeV,m(n)=(939.565333±0.000004)MeV,自旋都是1/2,重子数都是1,它们参增强相互作用时,耦合常数相近,活动也相近.它们的差异紧张表现

为所带的电荷差异,从而电磁相互作用性子不 §6. 7 6 微观粒子的紧张普遍内禀属性  111 同.它们质量的庞大差异也可以归之于是与电荷差异有关的. 0   这种环境在 π+、π和 π介子之间也可以明白地看到,它们的质量相近m(π±)=(139.57018±0.000035)MeV, 0 m(π)=(134.9766±0.00006)MeV,自旋都是0,重子数都是0,它们的强相互作用性子相近.其后发现这个分族类似的特性是可以大约直接参增强相互作用的粒子所具有的普遍特性.  德国物理学家海森伯提出,由于质子和中子云云类似,利来最老的品牌可以把它形貌为一种粒子,即核子N的两个差异的带电外形.这就引进了 “同位旋”的见地;并且在强相互作用中,同位旋守恒.   “同位旋”是指在某种笼统空间中的 “角动量 ”,在见地上与 “自旋 ” 的见地类似,只是它们附属于差异的空间.同位旋和自旋有极大的类似性,它们的数学布局完全类似,同位旋守恒的数学表述也和角动量守恒的数学表述类似.它们的差异在于,自旋作为角动量,与庞大3维空间中在旋转下的活动有关,因此说自旋在某一特定方向的投影时,是指庞大3维空间中的某个特定方向.在实际3维空间来看,这特定方向的选取并不壮实,它可以是粒子的活动方向,也可以是空间外磁场的方向,还可以是别的要领确定的某个细致方向.但是,同位旋守恒定律的存在表现这笼统的同位旋空间尽管笼统,仍具有实际的物理意义.当说同位旋在第三轴上的投影时,它的值和粒子所带电荷有关.  在任何相互作用下角动量是守恒的,在强相互作用下同位旋是守恒的.一个由n个粒子构成的体系的总角动量是这n个粒子的自旋角动量和这n个粒子之间的n-1个轨道角动量的总和,也就是2n-1个角动量的总和.一个由n个粒子构成的体系的总同位旋是这n个粒子的同位旋的总和.这是自旋和同位旋差异的另一个物理表现.  质子和中子统称为核子,核子是同位旋为1/2的粒子,它在第3轴上的投影便是1/2时是质子,带单位正电荷;它在第3轴上的投影便是-1/2时是中子,不带电.  

利来最老的品牌π介子是一个同位旋为1的粒子,它在第3轴上的投影取1、0、-1时分 0 别是π介子的3种差异带电外形,即 π+介子、π介子、π介子.   同位旋守恒定律的树立标明要对粒子的活动外形举行完全的形貌,还需要 引入更多的冷静度.这些冷静度通常称为外部冷静度,同位旋冷静度是人们最 先相识的粒子活动的外部冷静度. 表征粒子特性的别的物理量   除了质量、寿命、电荷、自旋、重子数和同位旋以外,另有很多表征粒子 特性的物理量.这些物理量是:磁矩、电子轻子数、 μ轻子数、τ轻子数、奇 异数、粲数、底数、顶数、C宇称、P宇称、G宇称、CP宇称等.这些物理 1  1第六章 粒子世界  8 量的取值应声了粒子参与的相互作用性子和活动.粒子的差异直策应声在参与的相互作用性子和活动的差异.   §6.7 场、粒子、真空和相互作用 场、粒子、真空  在物理学的生出息程中,人们敷衍物质存在情势的相识是在不绝改造的.  末了,人们相识到微粒是物质存在的基本情势,微粒在空间占据一定的体积,有不可入性,有质量,有能量,有动量,有角动量.场并不是客观存在的实体,场是作为形貌微粒之间的相互作用的引入的帮助见地,并不克不及脱分开微粒而独顿时存在. 

 其后电磁学的生长使人们相识了电磁场,又相识参与不克不及只看作是为了形貌物理规律方便而引入的帮助的见地,场自身也是物质存在的基本情势.场也具有质量,有能量,有动量,有角动量,这些性子和微粒是一样的.但是场是弥漫全空间的,没有不可入性,差异的场可以相互堆叠地一同存在,这些性子和微粒是完全不一样的.场可以分开微粒而独立存在,独顿时活动、转达和演化.这时,微粒和场被以为是物质存在的两种基本情势.  粒子世界种种粒子丰厚多彩的活动、相互作用、相互转化使人们对物质存在情势有了新的相识.量子场论给出了物质存在情势的一个基本物理图像,可以形貌如下:   1.与每种粒子相对应存在一种场,场没有不可入性,弥漫全空间.对应种种差异粒子的种种场相互堆叠地弥漫全空间.比如与光子相对应存在电磁场、与电子相对应存在电子场、与中微子相对应存在中微子场、与介子相对应存在介子场、与质子相对应存在质子场、与中子相对应存在中子场,它们同时存在于全空间.