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(共15张PPT)
5.5 “基本”粒子
课前思考
原子、分子、电子、质子、中子、中微子……
你已经听说过了如此之多的“粒子”，那么哪些粒子属于基本粒子呢？
你是否听说过“夸克”，什么是夸克？它和原子、分子到底有什么关系？
组成世界的基本砖块到底是什么？
1. 发现新粒子——以反粒子为例
反粒子的预言与发现
英国物理学巨擘狄拉克提出了狄拉克方程之后，以此为基础，进一步预言了反粒子的存在。
1929年到1930年，赵先生在研究硬γ射线时候，发现了“反常吸收”现象。尽管他并未直接观测到反粒子，但是这个反常吸收现象却正是来自正反粒子的相互作用。
次年，赵院士回国，开始建设祖国的核物理研究事业。
而1932年，赵忠尧的同门师兄弟安德森因为在云室中观测到正电子，即电子的反粒子而获得了诺贝尔物理学奖。
尽管赵先生终其一生无缘诺贝尔奖，但是这丝毫不会影响他在世界物理学史和中国物理学界的地位。
反粒子的预言与发现
安德森和奥本海默等人合作，利用充入过饱和的乙醚气的云室来观测进入其中的宇宙射线。
他发现，宇宙射线进入云室穿过铅板后，轨迹确实发生了弯曲，而且，在高能宇宙射线穿过铅板时，有一个粒子的轨迹和电子的轨迹完全一样，但是弯曲的方向却“错”了。
这就是说，这种前所未知的粒子与电子的质量相同，但电荷却相反，而这恰好是狄狄拉克曾预言了的正电子。
2. 认识标准模型
四大基本相互作用
自然界有四种基本相互作用
即强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用。
前两种相互作用只在很短的距离内起作用，称为短程力。
我们熟知的电磁相互作用和引力相互作用都是长程力。
标准模型的建立
1967年，物理学家史蒂文·温伯格在一篇叫《一个轻子的模型》中，预言了61种基本粒子。
如今，随着希格斯玻色子的发现，这些粒子已经全部找到。而这篇文章也被认为是标准模型的诞生。
标准模型包含夸克、轻子、规范玻色子、希格斯玻色子四部分61种
其中夸克和轻子组成了我们的世界，规范玻色子传递其中的相互作用，希格斯玻色子通过希格斯机制赋予万物质量
这幅漫画生动地展示了各种粒子的角色
规范相互作用
夸克禁闭之谜
标量相互作用
味物理之谜
标量场作用势
对称破缺之谜
引力相互作用
暗宇宙之谜
真空相互作用
能量标度之谜
标准模型
◆ Using the forces we know now, you can’t made the universe we know now.
George Smoot
◆现今宇宙学和粒子物理正处于一个重大的革命时期，正如哥白尼（N. Copernicus）的发现所带来的状况一样.
Paul Steinhardt
◆虽然我们还不知道暗能量是什么，但可以肯定地说，弄清楚暗能量将会对统一宇宙间的力和粒子提供至关重要的线索，而弄清楚它的途径要的是望远镜而不是加速器.
M. Turner
前路漫漫
或许，超越标准模型的有效的理论
将要在某位同学的笔下诞生
思考与活动：你能说出下列物理学家的名字吗
上述物理学家都是对粒子物理有着卓越贡献的伟人
请课后收集我国物理学家对粒子物理的贡献，并写成小论文进行交流

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