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玻色子(玻色子跳跃)

bj0012023-12-16奇闻异事0

玻色子和费米子是啥?

在微观世界,有一类粒子称为玻色子,如光子、粒子、氢原子等,它们具有整数自旋(0,1,……),它们的能量状态只能取不连续的量子态,但允许多个玻色子占有同一种状态.

  玻色子

粒子按其在高密度或低温度时集体行为的不同可以分成两大类:一类是费米子,得名于意大利物理学家费米,另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色.区分这两类粒子的重要特征是自旋.自旋是粒子的一种与其角动量(粗略地讲,就是半径与动量的乘积)相联系的固有性质.量子力学所揭示的一个重要之点是,自旋是量子化的,这就是说,它只能取普朗克常数的整数倍(玻色子,如光子、介子等)或半整数倍(费米子,如电子、质子等).

自旋为半整数(1/2,3/2…)的粒子统称为费米子,服从费米-狄拉克统计.费米子满足泡利不相容原理,即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中. 轻子,核子和超子的自旋都是1/2,因而都是费米子.自旋为3/2,5/2,7/2等的共振粒子也是费米子.根据标准理论,其他有质量的非基本粒子,都有费米组成,例如中子、质子都是由三种夸克组成,自旋为1/2.奇数个核子组成的原子核.因为中子、质子都是费米子,故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数.

什么是“玻色子”?

与费米子相对应的是玻色子,它是的自旋为整数的粒子的统称(如自旋为0、1……)。

玻色子不遵守泡利不相容原理,多个全同玻色子可以处于同一量子态,它们遵循玻色—爱因斯坦统计。物质的基本相互作用是由玻色子传递的。

基本玻色子(目前所知不可再分)

胶子—传递强相互作用的媒介粒子,质量为零,有8种。

光子—传递电磁相互作用的媒介粒子,质量为零,只有1种。

Z玻色子—传递弱相互作用的媒介粒子,质量不为零,有3种。

引力子—传递引力的媒介粒子,目前还没有发现。

希格斯粒子—提供质量的粒子,被称为上帝粒子,质量不为零。

复合玻色子(有基本粒子复合而成)

介子:由一个正夸克和一个反夸克组成。

氘核:氦原子的一种同位素。

可见玻色子是传递力的,它不是构成物质的实物粒子。这样,四种相互作用都有对应的传播粒子,科学家希望通过某种方式将四种相互作用统一在一起,可是目前还没有完全实现。

前面有一篇文章讲过,杨振宁的杨—Mills场论发展起来的标准场已经统一了除引力以外的三种力,还需要进一步突破!

玻色子和费米子区别

玻色子和费米子区别主要体现在泡利不相容原理上。

费米子满足泡利不相容原理,即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中。轻子,核子和超子的自旋都是1/2,因而都是费米子。自旋为3/2,5/2,7/2等的共振粒子也是费米子。中子、质子都是由三种夸克组成,自旋为1/2。

玻色子是遵循玻色-爱因斯坦统计,自旋量子数为整数的粒子,比如介子、氘核、氦-4等复合粒子以及希格斯粒子、光子、胶子、和Z等基本粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理,在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。

从物质构成上理解玻色子和费米子

玻色子来自印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色,而费米子则来自一位著名的意大利物理学家恩里科·费米,物理学家将不同自旋的粒子分别分成了两种,一种自旋是整数被称为玻色子,另一些自旋是半整数,被称为费米子。

费米子是构成物质的最小单位,比如夸克,三个夸克结合成一个中子。而玻色子则相当于一个媒介,使三个夸克结合在一起的力是强力,而强力需要媒介物质来进行传递,在三个夸克之间负责传递强力的就是胶子。如果将费米子比喻为砖块,那么玻色子就是使砖块堆砌成墙的水泥,但无论是费米子还是玻色子,它们都是不可再分的最小单位。

玻色子详细资料大全

玻色子是遵循玻色-爱因斯坦统计,自旋量子数为整数(0,1,……)的粒子,比如介子、氘核、氦-4等复合粒子以及希格斯粒子、光子、胶子、和Z等基本粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理,在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。

基本介绍

中文名 :玻色子 外文名 :Boson 特点 :不遵守泡利不相容原理 属性 :质量、电量和自旋 例子 :规范玻色子、希格斯粒子、氘核等 现象 :低温时发生玻色-爱因斯坦凝聚 套用范围 :量子力学 基本信息,简介,分类,命名, 基本信息 简介 玻色子 (英语: boson )是遵循玻色-爱因斯坦统计,自旋量子数为整数的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理,多个全同玻色子可以同时处于同一个量子态,在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。和玻色子相对的是费米子,费米子遵循费米-狄拉克统计,自旋量子数为半整数(1/2,3/2,……)。物质的基本结构是费米子,而物质之间的基本相互作用却由玻色子来传递。 分类 按照结构,可以分成基本粒子和复合粒子。基本玻色子有传递基本相互作用的胶子、光子、Z、引力子以及给其他基本粒子提供质量的希格斯粒子。复合玻色子由偶数个费米子组成,常见的有介子、氘核、氦-4等。按照自旋和宇称量子数,可以分成标量、赝标量、矢量和轴矢量粒子等。胶子-强相互作用的媒介粒子,质量为零,电中性,自旋量子数为1,有8种。 光子-电磁相互作用的媒介粒子,质量为零,电中性,自旋量子数为1,只有1种。 Z 玻色子-弱相互作用的媒介粒子,自旋量子数为1。 W 玻色子有两个,分别带正、负一个电子电量,质量约为 80 .4 GeV 。 Z 玻色子有一个,不带电,质量约为 91 .2 GeV 。 引力子-量子引力理论中传递引力相互作用的媒介粒子,质量为零,电中性,自旋量子数为2,只有1种,尚未被发现。 希格斯玻色子(Higgs boson)- 又称为“上帝粒子”,在GSW电弱统一理论中引起规范对称性自发破缺并给其他基本粒子提供质量的自旋量子数为0的基本粒子,质量约为 125GeV 。2012年7月被欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)实验发现。介子- 由一个正夸克和一个反夸克组成的强子,常见的有 π 、 ρ 、 K 等。 氘核、氦-4等由偶数个核子组成的原子核。因为质子和中子都是费米子,故含偶数个核子的原子核是自旋为整数的玻色子。声子- 请参阅 固体物理学 命名 1924年,印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色(Satyendra Nath Bose)将电磁辐射作为光子气体来描述,考虑到全同粒子的不可分辨性和几率解释,建立了基于量子力学的光子气体的统计规律,得到了普朗克的黑体辐射公式。玻色的论文在投稿时被拒绝,后来求助于爱因斯坦。爱因斯坦意识到玻色这个工作的重要性,他将文章翻译成德文后发表在德国的Zeitschrift für Physik杂志上。随后爱因斯坦也在此领域做了研究工作,发展和推广了玻色的工作,因此人们把这个统计方法叫做玻色-爱因斯坦统计。 1945年,著名物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)为了纪念玻色在量子统计中的开创性贡献,将遵循玻色-爱因斯坦统计规律的粒子命名为玻色子。

希格斯玻色子是什么?

希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。

它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。它可以帮助解析为何其它粒子会有质量。

拓展资料

希格斯玻色子(英语:Higgsboson),别称上帝粒子(Godparticle)。

物理学家希格斯提出了希格斯机制。在此机制中,希格斯场引起自发对称性破缺,并将质量赋予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发,它通过自相互作用而获得质量。2012年7月2日,美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布,该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。2013年2月4日,该实验室确认上帝粒子的存在。