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为什么物理学家说基本粒子是点粒子

已有 5216 次阅读 2015-3-10 23:50 |系统分类:博客资讯

为什么物理学家说基本粒子是点粒子

现在物理学家说的基本粒子分为两大类:物质粒子和传递相互作用的粒子。

物质粒子包括夸克和轻子。最常见的轻子是电子和中微子。虽然实验上没有发现单个的孤立存在的夸克,但是有很强的理由使物理学家相信它们的存在。

有四种基本相互作用,与之相应的有四种传递相互作用的基本粒子:光子,中间玻色子,胶子和引力子,引力子也还没有被实验发现。

它们被称作基本粒子,因为至今为止我们还没有发现它们是由更基本的粒子组成的。

日常生活中的物质是由分子组成的,真正直接确定单个分子运动的效应的是爱因斯坦对布朗运动的解释。

化学家确定了分子是由90多种元素的原子组成的。

汤姆孙发现了电子。他的原子模型是布丁模型,电子像葡萄干一样嵌在均匀带正电的蛋糕里。

通过阿尔法粒子的散射实验,卢瑟福提出了原子的行星模型,原子中正电荷集中在原子中心的原子核上,它的直径在原子直径的十万分之一量级。

核物理学家发现,各种原子核都是由质子和中子组成的。

粒子物理学家发现,质子,中子是由夸克组成的。它们有大小,大约0.9费米(所谓电荷半径)。

实验上,我们不能肯定电子的半径是零,但是可以给出一个上限。目前最好的结果是10的(-17)次方厘米

理论上,把一个粒子解释为由更基本的粒子所组成,因此有“大小”,有很多成功的例子。但是把基本粒子解释为不是一个点,而是一块果冻之类,有无穷多的原则上的困难,没有人成功过。注意,只有观点,说法等等,并没有科学价值。理论必须有数学物理结构,能够计算,解释和预言,才能被人接受。

基本粒子是点粒子的另外一种说法是:基本相互作用是定域相互作用。这个说法解释起来比较复杂,这里就不多说了。

一个令人非常困惑的问题是,基本粒子既然是点粒子,为什么会具有各不相同的非常复杂的性质?

例如,电子具有自旋角动量和自旋磁矩,它们还都是有方向的量。如果电子是一个点,它怎么可能绕着某个特定方向旋转?



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