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如图所示,这就是量子力学的标准模型,量子力学模型主要描述了组成物质的基本粒子和传递核力及电磁力的载体粒子。
组成物质的基本粒子就是费米子,他共有三代。第一代就是电子、上下夸克和电中微子,所有普通物质都由他们组成。而第二代及第三代需要在宇宙射线或高能实验中(比如粒子对撞机)才能制造出来。图中有两种费米子,分别为夸克和轻子。
夸克有六种:上、下、顶、底、奇、粲。其中,两个上夸克和一个下夸克组成一个质子,一个上夸克和两个下夸克组成中子。
轻子也有六种:电子、μ子、τ子、电中微子、μ中微子、τ中微子。其中我们熟悉的电子,就和质子、中子构成的原子核一起组成原子。
接下来,就是玻色子。玻色子图中有规范玻色子和标量玻色子。规范玻色子是力的载体粒子,之所以说标准模型属于量子力学,是因为在这个理论中将力场量子化,也就是量子场论,简单理解就是力的传递实质上是规范玻色子在受作用物体间的传递。简单介绍,光子传递电磁力,胶子传递强核力,W±和Z0玻色子则传递弱核力。
但也有同学问,为什么没有引力子。这就要涉及到广义相对论,其中说到引力其实是时空的扭曲,这和量子场论不符合,争议性较大,况且物理以实验为基础,目前没有通过实验去证明引力可以被量子化,不过理论上已计算出引力子的质量为0,自旋为2。但还是要强调,以实验证明为准,不盲目轻信。
最后,就是标量玻色子,也叫希格斯玻色子,它规定了其他粒子的质量,所以叫标量玻色子。
最后补充一下,图中每个小图左上角就是其质量、电荷和自旋。其中自旋就是粒子自带的角动量。