有哪几个基本粒子？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-18 13:39 标签： 目前发现的基本粒子有多少种
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&lt;h3&gt;科学认识论&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;优质科学领域创作者&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;关注&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;看其他问答在说是不是搞问卷调查。。。。。但说实话我想问有多少人知道有62种基本粒子？其实我也没有了解到很精确，所以自己先去恶补了一下。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;所以有时候有的问题看起来无聊或者无意义但其实大多数人反而不知道。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;62种基本粒子？&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;其实说是62种基本粒子可能会有所争议，为什么呢？因为在这62种中61种已经被发现或者验证，但唯独剩下一种。它就是－引力子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;所谓引力子的由来是物理学家为了从量子的角度去解释引力作用而提出的基本粒子，因为强相互作用由胶子参与，而弱相互作用是W
玻色子传递，弱电磁相互作用是光子，因此科学家猜测必然有一种粒子参与引力作用，将其称为:引力子。然而引力子到目前为止仍没有发现或证明。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;分类&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;那么这62种基本粒子如何分类呢？一般情况下我们按照其自旋分类。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;第一类:自旋为1/2的费米子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;这一类包括六味夸克和六味轻子，刚好最近有一篇回答是关于夸克的。而每味夸克和轻子都有对应的反粒子。不仅如此夸克还更加特殊，每味夸克还有三个色自由度，所以实际上夸克有36种，轻子有12种，共48种。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;第二类:自旋为1的玻色子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;这一类分为光子、
玻色子以及胶子，其分别传递电磁，弱，强三种基本作用力。其中胶子一共8种，所以加起来共12种粒子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;第三类:自旋为0的Higgs粒子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;关于这种粒子是否定义为基本粒子也有一些争论，虽然它可以与费米子，包括夸克和轻子相互作用后产生质量，但是也存在它是几种粒子的复合粒子的可能。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;所以48+12+1一种就是61种，算上尚未发现的引力子就一共是62种基本粒子。&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;你认为引力子真的存在吗？&lt;/h3&gt;&lt;h3&gt;
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　　在讨论M理论之前，让我们简单回顾之前的内容。20世纪80年代中期，第一次弦理论革命后，物理学家构造了5个不同的弦理论，它们包括：I型、杂化O型、杂化E型、IIA型、IIB型，而且在微扰论的近似框架下，这些理论显得各不相同。但近似方法只是在弦理论的耦合常数小于1时才适用，而且物理学家们在研究了每一个理论所有可能的耦合常数值下的情况时，小于1弱耦合和大于1的强耦合，但是传统的微扰法对任何一个理论的强耦合特征都不起作用。

　　最近，物理学家们借助超对称性的力量学会了如何计算一个弦理论的某些强耦合性质。发现杂化O型弦的强耦合性质似乎与I型弦的弱耦合性质是完全相同的，反过来也是这样。而且另外两个弦理论也满足这样的情况。这是一个惊人的发现。

　　经过一系列的研究发现，直到1995年惠藤发表了关于11维的超引力的演说，标志着“第二次弦理论革命”到来，惠藤论证说，如果从IIA型弦出发，把它的耦合常数从远小于1增大到远大于1，那么我们所能分析的物理有一个低能的近似，那就是一个11维的超引力。简单讲，1995年惠藤证明了，11维宇宙的存在。那么11维的理论究竟是什么呢？在低能条件下，惠藤等人指出，人们忽略已久的11维超引力量子场论就是它的近似。

　　但在高能量下，我们如何描述这个理论呢？

　　这个问题至今还在研究中。不管11维理论是什么，惠藤暂时把它叫作：M理论。M理论是一种结合了5种超弦理论和11维空间的超引力理论的终极理论，也是弦理论的最新一次延伸，对弦理论具有革命性的影响。因此惠藤也被作者称之为可以和爱因斯坦并列的物理学家，被美国《生活》杂志评选为二战后排名第六的“最有影响力的人物”。

　　同弦论一样，M理论的关键概念是超对称性。所谓超对称性，是指玻色子和费米子之间的对称性。玻色子是以印度加尔各答大学物理学家玻色的名字命名的；费米子是以建议实施曼哈顿工程的物理学家费米的名字命名的。玻色子具有整数自旋，而费米子具有半整数自旋。相对论性量子理论预言，粒子自旋与其统计性质之间存在某种联系，这一预言已在自然界中得到令人惊叹的证实。

　　在超对称物理中，所有粒子都有自己的超对称伙伴。它们有与原来粒子完全相同的量子数。玻色子的超伙伴必定是费米子；费米子的超伙伴必定是玻色子。尽管尚未找到超对称伙伴存在的确切证据，但理论家仍坚信它的存在。他们认为，由于超对称是自发破缺的，超伙伴粒子的质量必定比原来粒子的大很多，所以才无法在现有的加速器中探测到它的存在。

　　局部超对称性，还提供将引力也纳入物理统一理论的新途径。爱因斯坦广义相对论，是根据广义时空坐标变换下的某些要求导出来的。在超对称时空坐标变换下，局部超对称性则预言存在“超引力”。在超引力理论中，引力相互作用由一种自旋为2的玻色子来传递；而引力子的超伙伴，是自旋为3/2的费米子，它传递一种短程的相互作用。

　　在M理论体系中，时间分为两种，一种是我们世俗意义上的时间。还有一种被定义为“虚时间”，虚时间没有所谓的开端和终结，而是一直存在的时间，是用于描述超弦的一条无矢坐标轴。

　　M理论认为能量在自身维度下不守恒，能量会在自身绮翘中逃逸到其他膜，而弦分为开弦和闭弦，引力子弦与另三种弦不同，是一个自旋为2的玻色子,理论中被定义为自由的闭弦，可以被传播到宇宙膜外的高维空间以及其它宇宙膜，故能量场在自身维度下逃逸了更多。

　　在M理论中存在无数平行的是膜，膜相互作用碰撞导致产生四种基本粒子，产生电磁波和物种，这就是宇宙大爆炸的原因。

　　从弦/M理论看黑洞

　　如果没有引力的量子力学体系，我们不可能认识发生在宇宙大爆炸时刻和统治着黑洞内部的那些极端的物理条件。随着弦理论的发现，我今天有希望揭开这些深藏的秘密，今天的内容，我们将从弦理论和M理论来认识黑洞和宇宙的起源。

　　黑洞是一种理论预言的天体，是空间中的强引力区域，其逃逸的速度等于光速，因此不会有光辐射逸出而得名。黑洞具有一个封闭的视界，外来的辐射或者物质可以进入视界，但是视界内人辐射和物质不能逃逸出去。

　　黑洞和基本粒子看起来是完全不一样的两样东西。黑洞我们常常描述为一个无限大的物体，而基本粒子则是一个无限小的物体。然而，物理学家惠勒发现任何两个黑洞有相同的质量、力荷和自转速度。基于这些特性，一些物理学家猜想。黑洞可能本来就是一个巨大的基本粒子。

　　在弦理论中，当一个卡-丘空间经过空间破裂锥形变换时，原来的大质量黑洞会越来越轻，最后转化成一个没有质量的粒子，就像一个零质量的光子。也就是一根以某种形式振动的弦，这样，弦理论将黑洞和基本粒子直接联系在一起。

　　黑洞里是无序还是有序的呢？这个问题要涉及到黑洞熵。众所周知，熵是一个物理学上用来描述无序和随机的度量值。1970年，物理学家提出了惊人的思想：黑洞可能有熵，而且量还很大，也就是，黑洞中是高度的无序状态。他认为，当物质进入黑洞时，它的熵会充分增大，足以抵消我们看到的黑洞外熵的减少。后来经过一系列论证，多数物理学家认为贝克斯坦的思想是不可能正确的，因为黑洞似乎本该是整个宇宙中最有序、携带电荷和最有组织的事物。

　　黑洞的逃逸速度等于光速，所有进入黑洞的事物将不会逃逸出去。所以，可以想象黑洞当然是黑的，不会发出任何东西。另外，霍金认为，如果黑洞是无熵的，那么被仍进去的事物的熵就会消失。不过1974年，霍金发现，黑洞并不完全是黑色的。他认为黑洞是以量子力学的方式发出辐射，黑洞的引力可以将能量注入虚光子，就是说能把两个粒子远远分开，使其中一个掉入黑洞。但是另外一个粒子则可以从黑洞中吸收能量和动力，从而飞离黑洞。霍金认为，如果从遥远的地方观察黑洞，可以看到一些虚光子对分裂的最终结果是从黑洞中发射出一个光子，这样说明其实黑洞并不是完全黑的。另外，霍金发现，黑洞其实还是温度的，虽然温度非常低，温度大约比绝对零度高一亿分子一度，而大质量的黑洞的温度可以达到百万分之一度以下，同时也发现了黑洞熵的存在。

　　但是，黑洞至今还有一些未解之谜，一个是关于黑洞决定论概念的，另外一个是关于黑洞中心点的时空本性的，有科学家认为一个黑洞中心可能隐约地连接着另外一个宇宙的入口，简单说就是，我们的时间在哪里结束，相连的另外一个宇宙的时间就从哪里开始。这两个问题太过于抽象，这里就不展开了。

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