粒子物理學都學的事什麼

❶ N急!!什麼是粒子物理學求所有的理論原理...==

粒子物理學

particle physics

研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規律的物理學分支。又稱高能物理學。其發展大致經歷3個階段。

第一階段（1897～1937） 可追溯到1897年發現第一個基本粒子電子 。1932 年 J.查德威克在用a粒子轟擊核的實驗中發現了中子，隨即人們認識到原子核是由質子和中子構成的，從而形成所有物質都是由基本的結構單元——質子 、中子、電子構成的統一的世界圖像。質子、中子、電子和A.愛因斯坦提出並被 R.A.密立根和 A.H. 康普頓等人實驗證實的光子、W.泡利假設存在的中微子（1956年最終被實驗證實）以及P.A.M.狄拉克預言並被 C.D.安德森 1932 年在宇宙線中觀察到的正電子都被認為是基本粒子或亞原子粒子。

在此階段，理論上建立了量子力學，這是微觀粒子運動普遍遵從的基本規律。在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化初步建立量子場論，很好地解決了場的粒子性和描述粒子的產生、湮沒等問題。隨著原子核物理的發展，發現在相當於原子核大小的范圍內除了引力相互作用電磁相互作用之外，還存在比電磁作用更強的強相互作用和介於電磁作用和引力作用之間的弱相互作用，前者是核子結合成核的核力，後者引起原子核的β衰變。對於核力的研究認識到核力是通過交換介子而產生的，並根據核力的電荷無關性建立起同位旋概念。

第二階段（1937～1964） 先後陸續發現了眾多的粒子。1937年從宇宙線中發現μ子，後來證實它不參與強作用，它和與之相伴的μ中微子同電子及與之相伴的電子中微子可歸入一類 ，統稱為輕子 。1947年發現π±介子 ， 1950年發現π0介子 ， 1947 年還發現奇異粒子。50年代粒子加速器和各種粒子探測器有了很大發展，從而開始了用加速器研究並大量發現基本粒子的新時期，各種粒子的反粒子被證實；發現了為數不少的壽命極短的共振態。基本粒子的大量發現，其中大部分是強子，人們懷疑這些基本粒子的基本性。人們嘗試將強子進行分類，提出頗為成功的強子分類的「八重法」。

這一階段理論上最重要的進展是重正化理論的建立和相互作用中對稱性的研究。關於描述電磁場量子化的量子電動力學，通過重正化方法消除了發散困難，對於電子和μ子反常磁矩以及蘭姆移位的理論計算與實驗結果精確符合。量子電動力學經受眾多實驗檢驗，成為描述電磁相互作用的成功的基本理論。對稱性與守恆定律聯系在一起，關於相互作用中對稱性的研究，最為重要的結果是1956年李政道、楊振寧 提出弱作用下宇稱不守恆，1957年被吳健雄等人的實驗及其他實驗證實，這些實驗同時也證實了在弱作用下電荷共軛宇稱不守恆。這些研究推動弱作用理論的進展。

第三階段（1964～ ） 以提出強子 結構的誇克模型為標志。1964 年 M.蓋耳曼和 G.茲韋克在強子分類八重法的基礎上分別提出強子由誇克構成，誇克共有上誇克u、下誇克d和奇異誇克s三種，它們的電荷 、重子數為分數 。誇克模型可以說明當時已發現的各種強子。誇克模型得到後來進行的高能電子、高能中微子對質子和中子的深度非彈性散射實驗的支持，實驗顯示出質子和中子內部存在點狀結構，這些點狀結構可以認為是誇克存在的證據 。1974年發現J／ψ粒子，其獨特性質必須引入一種新的粲誇克c ，1979年發現另外一種獨特的新粒子Υ，必須引入第5種誇克，稱為底誇克b。另一方面，1975年發現重輕子τ，並有跡象表明存在與τ相伴的τ中微子 ，於是輕子共有6種 。迄今的實驗尚未發現輕子有內部結構。人們相信輕子是與誇克屬於同一層次的粒子 。輕子與誇克的對稱性意味著存在第6種頂誇克t 。 1994年4月26日，美國費米國家實驗室宣布已找到頂誇克存在的證據。

這一階段理論上最重要的進展是建立電弱統一理論和強相互作用研究的進展 。 1961 年S.L.格拉肖提出電磁作用和弱作用的統一模型 ， 其基礎是楊振寧和 R.L.密耳斯於1954年提出的非阿貝耳規范理論。按照這一模型，光子是傳遞電磁作用的粒子，傳遞弱作用的粒子是W±和Z0 粒子 ， 但是W±、Z0是否具有靜質量，理論上如何重正化問題沒有解決。1967～1968年在對稱性自發破缺的基礎上 ， S.溫伯格 、A.薩拉姆發展了格拉肖的電弱統一模型，建立了電弱統一的完善理論，闡明了規范場粒子W±、Z0是可以有靜質量的，理論預言它們的質量在80～100吉電子伏特（ GeV ） ，此外還預言存在弱中性流。1973年觀察到弱中性流，1983 年發現W± 、 Z0粒子，其質量（mW≈80GeV，mZ≈90GeV ）及特性同理論上期待的完全相符。關於強作用的研究 ，1973年 G.霍夫特 、D.J.格羅斯等人發展了量子色動力學理論。量子色動力學與量子電動力學一樣，也是一種定域規范理論。在這個理論中，誇克之間的強相互作用是由於誇克具有色荷交換色膠子而產生的 ，膠子沒有靜質量，但帶有色荷。強相互作用具有漸近自由的性質，即誇克之間的強相互作用並不是隨著它們的距離增大而減弱，而是相反；當它們相距很近而處於強子內部時，相互作用很弱，可近似地看成是自由的，從而能夠說明誇克 、膠子的禁閉性質、輕子對強子深度非彈性散射的異常現象以及噴注現象等。

在粒子物理學的深層次探索活動中，粒子加速器、探測手段、數據記錄和處理以及計算技術的應用不斷發展，既帶來粒子物理本身的進展，也促進整個科學技術的發展；粒子物理所取得的豐碩成果已經在宇宙演化的研究中起著重要的作用。

❷ 量子物理學和粒子物理學有什麼區別

量子物理是指物理學的一個重要的知識領域，基於量子力學七大假設，推導出了嚴密的物理邏輯體系，利用量子力學體系中的結論可以研究很多微觀物理現象，比如躍遷、原子超精細結構、固體理論裡面的晶格振動、帶電粒子在勢場中的散射等等。而粒子物理(高能物理)專門研究的是基本粒子，很顯然這些粒子是微觀的，研究粒子必須使用量子力學的方法，在高能體系中還要用到相對論量子力學理論。量子物理的理論已經相當成熟了，它可以作為很好地工具來研究粒子散射、晶格振動等，而粒子物理僅僅研究的基本粒子，當然粒子物理也會大量涉及量子的知識。

❸ 學粒子物理學能幹嘛

粒子物理學，又稱高能物理學，它是研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規律的物理學分支。
目前,粒子物理已經深入到比強子更深一層次的物質的性質的研究。更高能量加速器(1TeV，即
1012eV的質子加速器及2×100GeV的正負電子對撞機)的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利於產生更多的新粒子，以弄清誇克的種類和輕子的種類，它們的性質，以及它們的可能的內部結構。

弱電相互作用統一理論目前取得的成功，特別是弱規范粒子W+、W-和Z0的發現,加強了人們對定域規范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今後以高能輕子作為探針探討強子的內部結構、誇克及膠子的性質以及強作用的性質提供了可靠的分析手段。但黑格斯粒子是否存在的問題尚有待於繼續澄清。

誇克之間強相互作用的一些根本性的重大問題，如囚禁、碎裂等，目前還沒有解決，在今後一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。

把電磁作用、弱作用和強作用統一起來的大統一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數。這表明這種理論還包含著大量的現象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。

另外，從發展趨勢來看粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分活躍的領域。

很重要的是,物理學是一門以實驗為基礎的科學,粒子物理學也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測手段的出現，將是意義深遠的。

❹ 粒子物理學的介紹

粒子物理學，又稱為高能物理學，它是研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規律的物理學分支。粒子物理學同時又是粒子量子化的粒子物理的大統一。

❺ 粒子物理與原子核物理的學科概況

粒子物理學（particle physics）
原子核物理學（nuclear physics）
原子核物理學又稱核物理學，是20世紀新建立的一個物理學分支。它研究原子核的結構和變化規律；射線束的產生、探測和分析技術；以及同核能、核技術應用有關的物理問題。它是一門既有深刻理論意義，又有重大實踐意義的學科。

❻ 什麼是質能相當性原子核物理學、粒子物理學都包含什麼

E=mC2
愛因斯坦的著名公式，質能方程。質量和能量可以轉換。
原子物理，主要學習原子內電子躍遷時的能量轉化，電子的譜系，核反應等。
高能粒子物理學的就多了，高能粒子種類有很多，各具特性。

❼ 粒子物理學的學科簡介

粒子物理學particle physics
研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規律的物理學分支。又稱高能物理學。

❽ 量子力學和粒子物理學有什麼區別，哪一個與四大基本作用力和弦理論聯系大

量子力學和粒子物理學都與四大基本作用力和弦理論聯系大

量子力學和粒子物理學有什麼區別如下:

量子力學（quantum mechanics）：

量子力學於20世紀初創立，是物理學的分支學科。它主要描寫微觀的事物，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學，如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科，都是以其為基礎，迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述（量子場論）。量子力學理論的重要應用包括量子化學、量子光學、量子計算、超導磁體、發光二極體、激光器、晶體管和半導體如微處理器等。

量子一詞來自拉丁語quantum，意為「有多少」，代表「相當數量的某物質」。在物理學中常用到量子的概念，指一個不可分割的基本個體。光子,誇克,電子,中微子...等基本粒子,都是量子,所以量子是很多基本粒子的總稱,量子力學認為基本粒子為量子組成並非指某一特定粒子。

量子的代表性粒子：光子-內部結構模型圖

圖中＋－號代表不可分割的最小正負電磁信息單位-量子比特（qubit）

（名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源圖於比特 It from bit

量子信息研究興盛後,此概念升華為，萬物源於量子比特）

註：位元即比特

❾ 粒子物理學的意義

粒子物理學，是研究組成物質和射線的基本粒子以及它們之間相互作用的一個物理學分支。由於許多基本粒子在大自然的一般條件下不存在或不單獨出現，物理學家只有使用粒子加速器在高能相撞的條件下才能生產和研究它們，因此粒子物理學也被稱為高能物理學。

理論粒子物理學試圖描述自然界的一切相互作用，研究能解釋今天實驗結果並能預言未來實驗結果的模型、理論構架和數學工具。今天在這方面有許多不同的努力。
一個重要的工作點是更好地理解標准模型理論和其實驗結果，從試驗中獲得更精確的參數，這個工作點測試標准模型理論的極限來擴大我們對自然的理解。這個工作最大的困難在於量子色動力學中對多個物體計算時的困難。一些理論家將他們的精力集中在有效場論。
另一個重要的工作點是建立超出標准模型理論的模型。由於今天的實驗數據還不夠，這個工作非常困難。新的理論結構有超對稱、阮桑模型、前子理論等等。
第三個重要的工作點是弦理論，其目的在於建立一種基於微小弦與膜而不是基於粒子的理論來統一描述量子力學和廣義相對論。如果這一理論取得成功，可以被看作一種「萬有理論」。
此外還有一些其它的理論工作如循環量子引力理論等。

❿ 粒子物理學的學科描述

粒子物理學的學科圖文描述如下:

粒子物理學（particle physics）

粒子物理學是研究組成物質和射線的基本粒子以及它們之間相互作用的一個物理學分支。由於許多基本粒子在大自然的一般條件下不存在或不單獨出現，物理學家只有使用粒子加速器在高能相撞的條件下才能生產和研究它們，因此粒子物理學也被稱為高能物理學(high-energy physics)

粒子物理學主要研究對象-基本粒子（elementary particle）圖解分析:

粒子物理學中，基本粒子是組成物質最基本的單位。目前在標准模型理論的架構下，已知的基本粒子可以分為費米子（包含誇克和輕子）以及玻色子（包含規范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復合粒子(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、介子是由更基本的誇克和膠子所組成。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范玻色子。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:

圖中＋－號代表不可分割的最小正負電磁信息單位-量子比特（qubit）

（名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源圖於比特 It from bit

量子信息研究興盛後,此概念升華為，萬物源於量子比特）

註：位元即比特