⑴ 從現代科學的角度來說,組成物質的最小單位到底是什麼
組成物質的最小單位是誇克。
誇克同時是現時已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。誇克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反誇克,它跟誇克的不同之處,只在於它的一些特性跟誇克大小一樣但正負不同。
⑵ 物理科學研究最小的單位是什麼
目前物理學研究的最新成果表明,誇克是所有物質的最小單位,是一切物質的最終基礎,它沒有形狀、顏色,不佔據任何空間,是一種根本沒有任何物體性質的東西。大家都知道,物理學家不是憑空捏造出誇克這個概念的,他們可以拿出很多證據,來證明這個東西的存在。古代的人認為物質的基本單位是些亂七八糟的元素,後來古希臘人認為是「原子」,但是他們說的原子是不可分割的,和現代的原子不同。後來發現,原子可以分為質子,中子和電子。不久之後又發現了其他的粒子,事實上,這些都不是基本粒子。
因為之後又發現它們應該是有結構的,最初是發現中子和質子由誇克組成,誇克共有12種(包括對應的反誇克),誇克和電子是同一級別的粒子,當時以為是最基本的了,但是後來還是發現應該還有下一層結構,稱為亞誇克,誇克和電子等粒子,都是由亞誇克組成的。
⑶ 近代粒子物理學研究中,物質構成最小的單位是什麼
誇克.1、誇克是科學家認為不能再分割的一種基本粒子。 沒有三個以上誇克組成的粒子,由三個誇克組成的是?2、所有的重子都是由三個誇克組成的,反重子則是由三個相應的反誇克組成的,比如質子,中子。質子由兩個上誇克和一個下誇克組成,中子是由兩個下誇克和一個上誇克組成。 最初解釋強相互作用粒子的理論需要三種誇克,叫做誇克的三種味,它們分別是上誇克(up,u)、下誇克(down,d)和奇誇克(strange,s)。1974年發現了J/ψ粒子,要求引入第四種誇克粲誇克(魅誇克)(charm,c)。1977年發現了Υ粒子,要求引入第五種誇克底誇克(bottom,b)。1994年發現第六種誇克頂誇克(top,t),人們相信這是最後一種誇克。誇克理論認為,所有的重子都是由三個誇克組成的,反重子則是由三個相應的反誇克組成的。比如質子(uud),中子(udd)。誇克理論還預言了存在一種由三個奇異誇克組成的粒子(sss),這種粒子於1964年在氫氣泡室中觀測到,叫做負ω粒子。中國的部分物理學家稱誇克為層子,因為他們認為:即使層子也不是物質的始元,也只不過是物質結構無窮層次中的一個層次而已。 誇克按其特性分為三代,如下表所示:符號 中文名稱 英文名稱 電荷(e) 質量(GeV/c^2)u 上誇克 up +2/3e 0.004d 下誇克 down -1/3e 0.008c 粲誇克 charm +2/3e 1.5 s 奇誇克 strange -1/3e 0.15 t 頂誇克 top +2/3e 176 b 底誇克 bottom -1/3e 4.7 參考資料: http://ke..com/view/19449.htm
⑷ 按照目前物理科學研究最小的單位是什麼
按照目前物理科學研究,構成物質的最小單位是誇克,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,誇克互相結合,形成一種復合粒子,叫強子。
由於一種叫「誇克禁閉」的現象,誇克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來,只能夠在強子裡面找到。基於這個原因,對誇克的所知大都是間接的來自對強子的觀測。
⑸ 按照現在物理研究成果,物質最小的構成單位是() A.質子B.中子C.微子D.納米
粒子物理的研究結果表明,構成物質世界的最基本的粒子有12種,包括了6種誇克(上、下、奇、粲、底、頂、每種誇克有三種色,還有以上所述誇克的反誇克),3種帶電輕子(電子、μ子和τ子)和3種中微子(電子中微子,μ中微子和τ中微子).中微子不叫做微子,微子是歷史人物好不好?納米是單位,長度為一米的十億分之一,不是物質.質子和中子都是重子,體積很大的.
⑹ 現在科學上最小的質量單位是誇克嗎
誇克quark (噴射軌跡圖片來源:《時間簡史》圖5.2,一個質子和一個反質子在高能下碰撞,產生了一對幾乎自由的誇克。) 1964年,美國物理學家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——Quark組成的。它們具有分數電荷,是基本電量的2/3或-1/3倍,自旋為1/2。誇克一詞是蓋爾曼取自詹姆斯·喬埃斯的小說《芬尼根徹夜祭》的詞句「為馬克檢閱者王,三聲誇克(Three quarks for Muster Mark)」。 目前是的
⑺ 按照目前近代物理研究的最新成果,物質最小的構成單位是
誇克是當前認知的兩個基本微粒組中的一個,是亞原子,不可再分(至少到目前為止)微粒,表示最小的物質單位。12個基本微粒,6個誇克和六個輕子(另一類),是宇宙中事務構成的基本微粒。 所有的誇克和中子都是根據性質來區分的,他們之間也是這樣。六個誇克的性質是,上、下、頂、底、陌生、迷人。在我們可以欣然看到的世界裡,每一個事物都有上誇克、下誇克和電子(輕子最著名的性質)組成。 1964年Murray Gell-Mann命名了誇克,每一個是互相獨立的,Gell-Mann和另一個物理學家George Zweiq, 對質子和中子之間的差別進行了系統的論述,新發現的微粒可以用這些已存在的更小的微粒進行解釋。Gell-Mann也因為她在基本微粒領域的工作獲得了1969年的諾貝爾物理學獎。 完全可能是由誇克和中子組成了更小的微粒。原子曾經被認為是組成物質的最小單元,然而現在我們已經知道了,原子核由質子、中子組成,而質子、中子又是有誇克和輕子組成的。
⑻ 按照現在物理研究成果,物質最小的構成單位是( ) A.質子B.中子C.微子D.納米
應該是層子吧(就是誇克),「微子」是什麼?質子、中子的發現已經接近百年,納米是長度單位,怎麼跑這里來充數了?
⑼ 概念中最小的單位是什麼
誇克。按照物理科學研究最小的單位是誇克,誇克是一種基本粒子,同時也是一種構成物質的基本成分,誇克相互組合,形成一種復合粒子,叫做強子,其中最穩定的是質子和中子。
⑽ 現在物理界中到底最小基本單位是什麼是「超弦」還是「原子」
0世紀的物理學有兩次大的革命:一次是狹義相對論和廣義相對論,它幾乎是愛因斯坦一人完成的;另一次是量子理論的建立。經過人們的努力,量子理論與狹義相對論成功地結合成量子場論,這是迄今為止最為成功的理論。粒子物理的標准模型理論預言電子的磁矩是1.001159652193個玻爾磁子,實驗給出的數值是1.001159652188,兩者在誤差是完全一致的,精確度達13位有效數值。廣義相對論也有長足的發展,在小至太陽系,大至整個宇宙范圍里,實驗觀測與理論很好地符合。但在極端條件下,引出了時空奇異,顯示了理論自身的不完善。就我們現在的認識水平,量子場論和廣義相對論是相互不自洽的,因此量子場論和廣義相對論應該在一個更大的理論框架里統一起來。現在這一更大的理論框架已初顯端倪,它就是超弦理論。 超弦理論是物理學家追求統一理論的最自然的結果。愛因斯坦建立相對論之後自然地想到要統一當時公知的兩種相互作用--萬有引力和電磁力。他花費了後半生近40年的主要精力去尋求和建立一個統一理論,但沒有成功。現在回過頭來看歷史,愛因斯坦的失敗並不奇怪。實際上自然界還存在另外兩種相互作用力--弱力和強力。現在已經知道,自然界中總共4種相互作用力除有引力之外的3種都可有量子理論來描述,電磁、弱和強相互作用力的形成是用假設相互交換「量子」來解釋的。但是,引力的形成完全是另一回事,愛因斯坦的廣義相對論是用物質影響空間的幾何性質來解釋引力的。在這一圖像中,彌漫在空間中的物質使空間彎曲了,而彎曲的空間決定粒子的運動。人們也可以模仿解釋電磁力的方法來解釋引力,這時物質交換的「量子」稱為引力子,但這一嘗試卻遇到了原則上的困難--量子化後的廣義相對論是不可重整的,因此,量子化和廣義相對論是相互不自洽的。 超弦理論是人們拋棄了基本粒子是點粒子的假設而代之以基本粒子是一維弦的假設而建立起來的自洽的理論,自然界中的各種不同粒子都是一維弦的不同振動模式。與以往量子場論和規范理論不同的是,超弦理論要求引力存在,也要求規范原理和超對稱。毫無疑問,將引力和其他由規范場引起的相互作用力自然地統一起來是超弦理論最吸引人的特點之一。因此,從1984年底開始,當人們認識到超弦理論可以給出一個包容標准模型的統一理論之後,一大批才華橫溢的年輕人自然地投身到超弦理論的研究中去了。 經過人們的研究發現,在十維空間中,實際上有5種自洽的超弦理論,它們分別是兩個IIA和IIB,一個規范為Apin(32)/Z2的雜化弦理論,一個規范群為E8×E8的雜化弦理論和一個規范為SO(32)的I型弦理論。對一個統一理論來說,5種可能性還是稍嫌多了一些。因此,過去一直有一些從更一般的理論導出這些超弦理論的嘗試,但直到1995年人們才得到一個比較完美的關於這5種超弦理論統一的圖像。 這一圖像可以有用上圖來表示。存在一個唯一的理論,姑且稱其為M理論。M理論有一個很大的模空間(各種可能的真空構成的空間)。5種已知的超弦理論和十一維超引力都是M理論的某些極限區域或是模空間的邊界點(圖中的尖點)。有關超弦對偶性的研究告訴我們,沒有模空間中的哪一區域是有別於其他區域而顯得更為重要和基本的,每一區域都僅僅是能較好地描述M理論的一部分性質。但是,在將這些不同的描述自洽地柔合起來的過程中我閃也學到了對偶性和M理論的許多奇妙性質,尤其是各種D-膜相互轉換的性質。 在此我們不得不提到超弦理論成功地解釋了黑洞的熵和輻射,這是第一次從微觀理論出發,利用統計物理和量子力學的基本原理,嚴格了導出了宏觀物體黑洞的熵和輻射公式,毫無疑問地確立了超弦理論是一個關於引力和其他相互作用力的正確理論。 將5種超弦理論和十一維超引力統一到M理論無疑是成功的,但同是也向人們提出了更大的挑戰。M理論在提出時並沒有一個嚴格的數學表述,因此尋找M理論的數學表述和仔細研究M理論的性質就成了這一時期理論物理研究熱點。 道格拉斯(Douglas,MR)等人仔細研究了D-膜的性質,發現了在極短距離下,D-膜間的相互作用可以完全由規范理論來描述,這些相互作用也包括引力相互作用。因此,極短距離下的引力相互作用實際上是規范理論的量子效應。基於這些結果,班克(Banks,T)等人提出了用零維D-膜(也稱點D-膜)作為基本自由度的M理論的一種基本表述--矩陣理論。 矩陣理論是M理論的非微擾的拉氏量表述,這一表述要求選取光錐坐標系和真空背景至少有6個漸近平坦的方向。利用這一表述已經證明了許多偶性猜測,得到了一類新的沒有引力相互作用的具有洛侖茲不變的理論。如果我們將注意力放在能量為1/N量級的態(N為矩陣的行數或列數),在N趨於無窮大的極限下,可以導出一類通常的規范場理論。許多跡象表明,在大N極限下,理論將變得更簡單,許多有限N下的自由度將不與物理的自由度耦合,因而可以完全忽略。所有這些結論都是在光錐坐標系和有限N下得到的,可以預期一個明顯洛侖茲不變的表述將是研究上述問題極有力的工具。具體來說,人們期望在如下問題的研究上取得進展: (1)全同粒子的統計規范對稱性應從一個更大的連續的規范對稱性導出。 (2)時空的存在應與超對稱理論中玻色子和費米子貢獻相消相關聯。 (3)當我們緊致化更多維數時,理論中將出現更多的自由度,如何從量子場論的觀點理解這一奇怪的性質? (4)有效引力理論的短距離(紫外)發散實際上是某些略去的自由度的紅外發散,這些自由度對應於延伸在兩粒子間的一維D-膜,從場論的觀點來看,這些自由度的性質是非常奇怪的。 (5)將M理論與宇宙學聯系起來。 顯然,沒有太多的理由認為矩陣理論是M理論的一個完美的表述。值得注意的是矩陣理論的確給出了許多有意義的結果,因此也必定有其物理上合理的成分,這很像本世紀初量子力學完全建立前的時期(那時,普朗克提出能量量子導出黑體輻射公式,玻爾提出軌道量子化給出氫原子光譜),一些有關一個全新理論的跡象和物理內涵已經被人們發現了。但是,我們離真正建立一個完美自洽M理論還相距甚遠,因此有必要從超弦理論出發更多更深地發掘其內涵。在這方面,超弦理論的研究又有了新的突破。 1997年底,馬爾達塞納(Maldacena)基於D-膜的近視界幾何的研究發現,緊化在AdS5×S5上的IIB型超弦理論與大N SU(N)超對稱規范理論是對偶的,有望解決強耦合規范場論方面一些基本問題如誇克禁閉和手征對稱破缺。早在70年代,特胡夫特(´t Hooft)就提出:在大N情況下,規范場論中的平面費曼圖將給出主要貢獻,從這一結論出發,波利考夫(Polyakov)早就猜測大N規范場論可以用(非臨界)弦理論來描述,現在馬爾塞納的發現將理論和規范理論更加具體化了。1968年維內齊諾(Veneziano)為了解決相互作用而提出了弦理論,發現弦理論是一個可以用來統一四種相互作用力的統一理論,對偶性的研究引出了M理論,現在馬爾達塞納的研究又將M理論和超弦理論與規范理論(可以用來描敘強相互作用)聯系起來,從某種意義上來說,我們又回到了強相互作用的這一點,顯然我們對強相互作用的認識有了極大的提高,但是我們仍沒有完全解決強相互作用的問題,也沒有解決四種相互作用力的統一問題,因此對M理論、超弦理論和規范理論的研究仍是一個長期和非常困難的問題。 超弦理論認為,在每一個基本粒子內部,都有一根細細的線在振動,就像琴弦的振動一樣,因此這根細細的線就被科學家形象地稱為「弦」。我們知道,不同的琴弦振動的模式不同,因此振動產生的音調也不同。類似的道理,粒子內部的弦也有不同的振動模式,不過這種弦的振動不是產生音調,而是產生一個個粒子。換言之,每個基本粒子是由一根弦組成。 超弦理論認為,粒子並不存在,存在的只是弦在空間運動;各種不同的粒子只不過是弦的不同振動模式而已。自然界中所發生的一切相互作用,所有的物質和能量,都可以用弦的分裂和結合來解釋。 弦的運動是非常復雜,以至於三維空間已經無法容納它的運動軌跡,必須有高達十維的空間才能滿足它的運動,就像人的運動復雜到無法在二維平面中完成,而必須在三維空間中完成一樣。
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