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近代物理各种粒子发现过程

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一. 基本粒子
1. 轻子lepton
(1)电子electron
可以说是人类认识的最早的基本粒子,当然现在仍然有很多人在做电子的内部结构研究,希望找到“更基本”的粒子。
我们略过人类对电的探索,从克鲁克斯管说起。克鲁克斯管可以认为是连电的真空管,在这里粒子物理学史上大名鼎鼎的阴极射线被发现了。当然对于阴极射线的本质,一派认为是电磁波,一派认为是带电粒子流。在阴极射线本质的大争论背景下,我们的J.J.汤姆逊爵士登上了历史舞台。他先证明这是带电的粒子束,而不是电磁波,接着用电场和磁场的偏转测量出这种带电粒子的荷质比。因此确定,一种带有与已知粒子性质不同的新的粒子被发现了。
电子代表一系列粒子,它们的发现没有理论指导,它们来自于无法解释的现象->可能的新粒子->确认是与已知粒子不同的新粒子。
(2)mu子muon
Muon的发现起源于宇宙射线的研究,在电磁场中,有一条运动轨迹弯曲程度和其他已知粒子都不一样的粒子。通过轨迹我们可以知道很多信息,假设这种粒子和电子的带电量相同,我们就可以算出该粒子的质量。你要问了,为什么要这么假设,是因为这样算出来的质量和理论大牛汤川秀树预言的一种粒子是符合的。所谓理论的预言,就是理论学家为了使得自己的理论更好地解释现象,而引入的新粒子,当然,如果在实验上发现了预言的粒子,那么将是对该理论极大的肯定。
muon代表一系列粒子,它们的发现虽然来自于新的现象,但是有理论的预言相辅助。
(当然我会告诉你汤川预测的其实不是muon而是pion吗。。。。。(物理史是非常奇妙的
(3)tau子tauon
Tauon的来自高能实验。哈哈哈我们的加速器和对撞机终于要亮相了。发现tauon的实验是在斯坦福的直线加速器SLAC(SLAC三大历史性发现之一啊),实验做的是正负电子湮灭。因为四动量守恒无法满足而产生无法解释的新现象,证明至少有两个未被探测到的粒子。所以tauon代表了另一系列的粒子,它们来自无法解释的现象->可能的新粒子->并没有直接探测到粒子。后面的中微子我们会看到也是这样。但是我们对于一种新粒子的态度必须非常严谨,新粒子的正名必须要来自于直接的测量,tauon的质量自旋测量最后是德国DESY做的。
(4)中微子neutrino
neutrino的发现算是粒子物理史的著名故事。neutrino的发现是来自于beta衰变四动量角动量守恒无法满足而产生的悖论,理论学家泡利假设beta衰变还产生了一种未被探测到的粒子。(当然如果你认为并没有新粒子,并且你还能推翻能动量守恒,那就更厉害了!)(对了neutrino的名字是费米起的,那个时代贵圈超乱的,但是很向往啊QAQ)
关于泡利是谁,有一次我在世界奇妙物语里惊讶地看到这么一幕:
对于neutrino的第一次直接探测在1956年,很漂亮的实验,用的是beta衰变产生的(假设的)anti-neutrino诱发新的反应:反电子中微子+质子→中子+正电子,正电子和正常的电子很快湮灭成两束gamma,中子可以被原子核俘获产生gamma,这两部分gamma最终可以被一起探测到,进而验证了这个反应的发生。一定要说的是,这个探测方案最早是由王淦昌先生提出的。
值得一说的是,因为neutrino和其他物质的作用非常弱,所以导致了探测非常的难,而且它的性质又非常有意思,所以关于质量(标准模型认为质量为零,但是仍然很有争议)手性等话题都是非常有意思。前段时间大亚湾发布了一次关于震荡的结果,很漂亮我觉得。


来自Android客户端1楼2016-05-24 17:38回复
    这个吧既然听名字就是一个用来装~秀优越的地方,那就这样好了吧😝


    来自Android客户端3楼2016-05-24 17:39
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