物理以统一为美!
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电磁力、强力、弱力,三胞胎。(希格斯玻色子)
电磁力:原子聚拢构成分子,分子聚拢成物质。
产生射线的原因就是弱力,不稳定的原子核会释放电子(β射线)和电磁波(γ射线)的现象。
强力>电磁力>弱力
拥有高能量的电子和电磁波一旦进入我们的体内并穿过DNA,就会切断原子间的相互结合。
DNA为双螺旋,一列受损,可以使用另外一列的信息实现修复。不幸两列的同一地方都被切断,那就无法进行修复。带有错误信息的DNA会导致人体产生大量的恶性细胞,从而诱发癌变。半衰期的长短取决于中子变成质子的速度,也就是弱力的大小来决定的。
核能利用铀等原子核在核裂变过程中释放出的能量,而太阳的能量则是在核聚变反应中产生的(能量以光的形式照射地球,万物生长)
第一章 质量从何而来
牛顿经典力学,质量关乎运动状态变化的量。重量:引力大小不同,同一物体也会表现出不同的重量。
原子——>质子、中子、电子——>夸克基本粒子(三种,上、中、下)
物质的质量=原子的质量*数目(严格上还需要把使原子结合的电磁力的能量也计算进去),原子质量=质子+中子(而组成质子和中子的夸克只占1%,质子和中子的质量基本源于束缚夸克的能量。)
E=mc*c 质量与能量的相互转换,质量和能量就不是各自独立存在的量。某一现象的前后,保持不变的量不是质量,而是质量和能量的总量。
第二章 “力”是一种改变的作用
力、场 场是“特定数值的各处的集合”,光是电磁场的波
力不仅具有改变粒子运动的作用,还具有改变粒子“种类”的作用
光的波粒二象性,普朗克与爱因斯坦对光电效应的解释(光照金属,电子逸出只跟光波长有关,与光的强度无关),定义光子,光是粒子 ,其能量中存在最小单位。
光的波长越短,光子的能量越大。光子数量多的光会表现出具有连续性的波的特征,光子数量少则便显出离散的特性。
电子、夸克为费米子(直接构成物质的粒子),胶子、光子、W(weak)玻色子、Z(zero)玻色子为玻色子(传递力的粒子)
费米子具有这样的特性:在一种状态下,要么存在一个粒子,要么没有粒子。相反,传递力的玻色子具有在同一状态下可以存在任意数量粒子的性质。
希格斯玻色子所传递的力是通过“给予质量”改变粒子状态的“力”,(引力为第四种力,它可能则是第五种力)
第三章 距离越远力越强——强力的奇妙性质
强力的相关研究是从构成原子核的核力问题开始的。中子的发现(钋-po原子核释放出呈电中性的射线,中子的发现)和原子核的人工破坏(强电场给粒子加速的加速器)揭开原子核结构的神秘面纱。
此时结合质子和中子的力成为了谜团,汤川秀树,(近距离的力)预言传递核力的粒子,并计算出该粒子的质量,介于电子和质子之间,称之为介子。理论物理的成功
“新粒子大丰收时代”,Bevatron加速器,物理学是“实验物理学家”和“理论物理学家”相互支撑而成的一门科学。盖尔曼的基本粒子分类法(类同于门捷列夫的元素周期表)利用电荷和奇异数这两个数的组合。粒子的基本组成单位夸克(3)。
π介子都是有夸克和反夸克成对构成。
基本粒子的标准模型认为电磁力、强力和弱力原本都是用同一理论进行解释的三胞胎。杨(杨振宁教授)-米尔斯理论,根据麦克斯韦的电磁理论,存在电场或磁场的时候,如果有带电粒子从其中通过,那么粒子的运动就会在电磁场的影响下发生变化。杨-米尔斯理论也涉及类似于电磁场那样的场,不过该理论的场不仅会改变粒子的运动状态,还会使粒子的种类发生变化。
麦克斯韦理论预言了电磁波的存在,电磁波是一种叫作光子的粒子。杨-米尔斯理论则预言了这种没有质量的粒子就是传递强力的胶子。
三种上夸克和三种下夸克(红蓝绿区分)
电磁力源于光子的交换。一个带电粒子释放出光子,另外一个粒子吸收了该光子后,就完成了电磁力的传递(电磁场)。同理,当利用杨-米尔斯理论解释强力的时候,叫作胶子的玻色子就会以杨-米尔斯场的波的最小单位出现,并完成强力的传递。胶子的交换不仅改变了夸克的颜色,还产生了夸克间的引力作用。
胶子是什么?为何没有发现胶子?杨-米尔斯理论应用于强力的问题如此堆积如山。
SLAC的实验所确认的粒子不仅仅是夸克,当然其中也有夸克,自由转动的粒子数据中还包括传递强力的粒子——胶子(距离越远强度越大),因此质子中夸克可以自由转动。天才霍夫特的“负号”,这个“负号”意味着强力“渐近自由”的性质。胶子不仅仅囚禁着夸克,还互相影响其他胶子囚禁自身。夸克和胶子在质子等粒子内部自由活动,但是它们全都无法逃到粒子中。
囚禁的性质还未得到严密的证明。它是一个极其难以证明的问题,它被命名为“杨-米尔斯规范场存在性和质量缺口假设”,2000年发表的七大“千禧年大奖难题”。
第四章 上帝是个左撇子——弱力的怪癖性质
传递弱力的W玻色子和Z玻色子,电子和夸克都是具有质量的粒子,所以就无法将规范场论(杨-米尔斯理论)应用于弱力。
弱力,β衰变在弱力的作用下发成【中子+中微子——>质子+电子】弱力是通过W(weak)玻色子、Z(zero)的交换,使得上夸克变成下夸克,中微子变成电子。弱力宇称不守恒正是杨振宁和李政道教授获得1957年诺贝尔奖的原因。如果弱力仅作用于具有顺时针自旋的粒子,那么镜子映出的世界中,弱力仅作用于具有逆时针自旋的粒子,镜子内外所遵循的物理定律不同。
南部阳一郎的“对称性自发破缺”,解开弱力这种乖僻的性质。给南部阳一郎的理论带来启示是超导现象。在超导物质的内部光变重了,金属导体中,温度高时,电子“具有旋转对称性的相”,到了超导(电阻为零)的低温时,发生了相变,电子们就变成了“对称性自发破缺性”。
光能以光速运动,是因为光子没有质量,而超导的迈斯纳效应却出现了“光变重了”,南部阳一郎发现,只要发生超导状态那种对称性自发破缺,光就会出现既有横波又有纵波。只要是对称性自发破缺的状态,无论什么物质,一旦发生轻微的摆动就会轻而易举地泛起涟漪。此时必然会该涟漪的最小单位,便是没有质量的粒子。
2012年夏天CERN(欧洲核子研究组织)验证希格斯玻色子这一基本粒子的存在,为“标准模型”的基本粒子领域理论完成添上最后且最关键的一块砖。标准模型中的基本粒子的质量等于“希格斯荷×希格斯场的值”。因此充满空间的并非希格斯玻色子而是希格斯场。希格斯玻色子可以衰变成具有质量的基本粒子及其反粒子的粒子对。希格斯玻色子的寿命大约仅为1/10ⁿ(n=22)秒。
人类追寻着光,以为充满空间是光,然而光只是一部分。光只是一种电磁波,任何角落都存在电磁场、引力场、气压场和温度场,同样也存在希格斯场,希格斯决定的标准模型的基本粒子的质量,然而人类发现的这些粒子仅仅为5%。人类科学家还将继续追寻着光,让光照向未来,太空,暗物质和黑洞,甚至超越光速。
电磁力:原子聚拢构成分子,分子聚拢成物质。
产生射线的原因就是弱力,不稳定的原子核会释放电子(β射线)和电磁波(γ射线)的现象。
强力>电磁力>弱力
拥有高能量的电子和电磁波一旦进入我们的体内并穿过DNA,就会切断原子间的相互结合。
DNA为双螺旋,一列受损,可以使用另外一列的信息实现修复。不幸两列的同一地方都被切断,那就无法进行修复。带有错误信息的DNA会导致人体产生大量的恶性细胞,从而诱发癌变。半衰期的长短取决于中子变成质子的速度,也就是弱力的大小来决定的。
核能利用铀等原子核在核裂变过程中释放出的能量,而太阳的能量则是在核聚变反应中产生的(能量以光的形式照射地球,万物生长)
第一章 质量从何而来
牛顿经典力学,质量关乎运动状态变化的量。重量:引力大小不同,同一物体也会表现出不同的重量。
原子——>质子、中子、电子——>夸克基本粒子(三种,上、中、下)
物质的质量=原子的质量*数目(严格上还需要把使原子结合的电磁力的能量也计算进去),原子质量=质子+中子(而组成质子和中子的夸克只占1%,质子和中子的质量基本源于束缚夸克的能量。)
E=mc*c 质量与能量的相互转换,质量和能量就不是各自独立存在的量。某一现象的前后,保持不变的量不是质量,而是质量和能量的总量。
第二章 “力”是一种改变的作用
力、场 场是“特定数值的各处的集合”,光是电磁场的波
力不仅具有改变粒子运动的作用,还具有改变粒子“种类”的作用
光的波粒二象性,普朗克与爱因斯坦对光电效应的解释(光照金属,电子逸出只跟光波长有关,与光的强度无关),定义光子,光是粒子 ,其能量中存在最小单位。
光的波长越短,光子的能量越大。光子数量多的光会表现出具有连续性的波的特征,光子数量少则便显出离散的特性。
电子、夸克为费米子(直接构成物质的粒子),胶子、光子、W(weak)玻色子、Z(zero)玻色子为玻色子(传递力的粒子)
费米子具有这样的特性:在一种状态下,要么存在一个粒子,要么没有粒子。相反,传递力的玻色子具有在同一状态下可以存在任意数量粒子的性质。
希格斯玻色子所传递的力是通过“给予质量”改变粒子状态的“力”,(引力为第四种力,它可能则是第五种力)
第三章 距离越远力越强——强力的奇妙性质
强力的相关研究是从构成原子核的核力问题开始的。中子的发现(钋-po原子核释放出呈电中性的射线,中子的发现)和原子核的人工破坏(强电场给粒子加速的加速器)揭开原子核结构的神秘面纱。
此时结合质子和中子的力成为了谜团,汤川秀树,(近距离的力)预言传递核力的粒子,并计算出该粒子的质量,介于电子和质子之间,称之为介子。理论物理的成功
“新粒子大丰收时代”,Bevatron加速器,物理学是“实验物理学家”和“理论物理学家”相互支撑而成的一门科学。盖尔曼的基本粒子分类法(类同于门捷列夫的元素周期表)利用电荷和奇异数这两个数的组合。粒子的基本组成单位夸克(3)。
π介子都是有夸克和反夸克成对构成。
基本粒子的标准模型认为电磁力、强力和弱力原本都是用同一理论进行解释的三胞胎。杨(杨振宁教授)-米尔斯理论,根据麦克斯韦的电磁理论,存在电场或磁场的时候,如果有带电粒子从其中通过,那么粒子的运动就会在电磁场的影响下发生变化。杨-米尔斯理论也涉及类似于电磁场那样的场,不过该理论的场不仅会改变粒子的运动状态,还会使粒子的种类发生变化。
麦克斯韦理论预言了电磁波的存在,电磁波是一种叫作光子的粒子。杨-米尔斯理论则预言了这种没有质量的粒子就是传递强力的胶子。
三种上夸克和三种下夸克(红蓝绿区分)
电磁力源于光子的交换。一个带电粒子释放出光子,另外一个粒子吸收了该光子后,就完成了电磁力的传递(电磁场)。同理,当利用杨-米尔斯理论解释强力的时候,叫作胶子的玻色子就会以杨-米尔斯场的波的最小单位出现,并完成强力的传递。胶子的交换不仅改变了夸克的颜色,还产生了夸克间的引力作用。
胶子是什么?为何没有发现胶子?杨-米尔斯理论应用于强力的问题如此堆积如山。
SLAC的实验所确认的粒子不仅仅是夸克,当然其中也有夸克,自由转动的粒子数据中还包括传递强力的粒子——胶子(距离越远强度越大),因此质子中夸克可以自由转动。天才霍夫特的“负号”,这个“负号”意味着强力“渐近自由”的性质。胶子不仅仅囚禁着夸克,还互相影响其他胶子囚禁自身。夸克和胶子在质子等粒子内部自由活动,但是它们全都无法逃到粒子中。
囚禁的性质还未得到严密的证明。它是一个极其难以证明的问题,它被命名为“杨-米尔斯规范场存在性和质量缺口假设”,2000年发表的七大“千禧年大奖难题”。
第四章 上帝是个左撇子——弱力的怪癖性质
传递弱力的W玻色子和Z玻色子,电子和夸克都是具有质量的粒子,所以就无法将规范场论(杨-米尔斯理论)应用于弱力。
弱力,β衰变在弱力的作用下发成【中子+中微子——>质子+电子】弱力是通过W(weak)玻色子、Z(zero)的交换,使得上夸克变成下夸克,中微子变成电子。弱力宇称不守恒正是杨振宁和李政道教授获得1957年诺贝尔奖的原因。如果弱力仅作用于具有顺时针自旋的粒子,那么镜子映出的世界中,弱力仅作用于具有逆时针自旋的粒子,镜子内外所遵循的物理定律不同。
南部阳一郎的“对称性自发破缺”,解开弱力这种乖僻的性质。给南部阳一郎的理论带来启示是超导现象。在超导物质的内部光变重了,金属导体中,温度高时,电子“具有旋转对称性的相”,到了超导(电阻为零)的低温时,发生了相变,电子们就变成了“对称性自发破缺性”。
光能以光速运动,是因为光子没有质量,而超导的迈斯纳效应却出现了“光变重了”,南部阳一郎发现,只要发生超导状态那种对称性自发破缺,光就会出现既有横波又有纵波。只要是对称性自发破缺的状态,无论什么物质,一旦发生轻微的摆动就会轻而易举地泛起涟漪。此时必然会该涟漪的最小单位,便是没有质量的粒子。
2012年夏天CERN(欧洲核子研究组织)验证希格斯玻色子这一基本粒子的存在,为“标准模型”的基本粒子领域理论完成添上最后且最关键的一块砖。标准模型中的基本粒子的质量等于“希格斯荷×希格斯场的值”。因此充满空间的并非希格斯玻色子而是希格斯场。希格斯玻色子可以衰变成具有质量的基本粒子及其反粒子的粒子对。希格斯玻色子的寿命大约仅为1/10ⁿ(n=22)秒。
人类追寻着光,以为充满空间是光,然而光只是一部分。光只是一种电磁波,任何角落都存在电磁场、引力场、气压场和温度场,同样也存在希格斯场,希格斯决定的标准模型的基本粒子的质量,然而人类发现的这些粒子仅仅为5%。人类科学家还将继续追寻着光,让光照向未来,太空,暗物质和黑洞,甚至超越光速。
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