粒子物理导论

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Table of Contents

• 第一章 基本粒子物理历史介绍
  • 1.1 经典时代 1897-1932
  • 1.2 光子 1900-1947
  • 1.3 介子 1934-1947
  • 1.4 反粒子 1930-1956
  • 1.5 中微子 1930-1962
  • 1.6 奇异粒子 1947-1960
  • 1.7 八重态 1961-1964
  • 1.8 夸克模型 1964
  • 1.9 十一月革命以后 1974-1983、1995
  • 1.10 矢量中间玻色子 1983
  • 1.11 标准模型 1978-2012

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第一章 基本粒子物理历史介绍

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1.1 经典时代 1897-1932

• 汤姆逊热丝辐射的阴极射线会被磁铁偏转
• 卢瑟福$\alpha$粒子散射实验
• 氢核为质子
• 波尔计算氢光谱
• 氦光谱$\rightarrow$中子

1.2 光子 1900-1947

• 普朗克解释热物体的黑体谱
• 爱因斯坦光电效应 $E\leqslant h\nu-w$
• 康普顿散射
  $\begin{array}{c} \lambda '=\lambda+\lambda_c(1-\cos\theta) \\ \lambda_c=\frac{h}{mc} \\ \end{array}$
• 场的媒介子
  • 电磁场：光子
  • 引力场：引力子

1.3 介子 1934-1947

强力

• 宇宙射线中的$\pi$核$\mu$子，但$\pi$在进入大气层前衰变

1.4 反粒子 1930-1956

• 安德森发现正电子
• 中性粒子的反粒子是其他量子数的相反
• 交叉对称性
  $\left.\begin{array} { l } { A + B \rightarrow C + D } \\ { A \rightarrow \bar { B } + C + D } \\ { A + \bar { C } \rightarrow \bar { B } + D } \\ { \bar { C } + \bar { D } \rightarrow \bar { A } + \bar { B } } \end{array} \right\}$
• 物质和反物质湮灭

1.5 中微子 1930-1962

$\beta$衰变的能量损失
$\pi\rightarrow\mu+\nu$
$\mu\rightarrow e+2\nu$
$\bar{\nu}+p^{+}\rightarrow n+e^{+}$
轻子数

• +1:电子，$\mu$子，中微子
• -1:正电子，正$\mu$子，反中微子
  

1.6 奇异粒子 1947-1960

• 没有介子守恒
• 通过强作用力产生，衰变通过弱力造成
• 产生满足奇异数守恒，衰变不满足奇异数守恒定律

1.7 八重态 1961-1964

1.8 夸克模型 1964

组成规则：

• 每个重子由3个夸克组成
• 每个介子由一个夸克一个反夸克组成