弦理論和超對稱粒子

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弦理論和超對稱粒子之间的区别

弦理論 vs. 超對稱粒子

弦理論，又稱弦論，是发展中理論物理學的一支，结合量子力学和广义相对论为万有理论。弦理論用一段段“能量弦線”作最基本單位以说明宇宙里所有微观粒子如電子、夸克、微中子都由這一維的“能量線”所組成；換而言之，弦論主張「弦」以不同的振動模式對應到自然界的各種基本粒子。 較早時期所建立的粒子學說則是認為所有物質是由零維的點粒子所組成，也是目前廣為接受的物理模型，也很成功的解釋和預測相當多的物理現象和問題，但是此理論所根據的粒子模型卻遇到一些無法解釋的問題。比較起來，弦理論的基礎是波動模型，因此能夠避開前一種理論所遇到的問題。更深的弦理論學說不只是描述弦狀物體，還包含了點狀、薄膜狀物體，更高維度的空間，甚至平行宇宙。弦理論目前尚未能做出可以實驗驗證的準確預測。. 在粒子物理學裏，超對稱粒子或超伴子是一種以超對稱聯係到另一種較常見粒子的粒子。在這物理理論中，每種費米子都應有一種玻色子“拍檔”（費米子的超對稱粒子），反之亦然。沒有“破缺”的超對稱預測：一顆粒子和其超對稱粒子都應有完全相同的質量。至今仍然沒有標準模型粒子的超對稱粒子被發現。這可能表示超對稱理論是錯誤的，或超對稱並不是一種“不破”的對稱性。如果超對稱粒子被發現，其質量會決定超對稱破裂時的尺度 就實純量的粒子（如軸子）而言，它們有一個費米子超對稱粒子，也有一個實純量場。 在延伸的超對稱裏，一種特定粒子可能會有多于一個超對稱粒子。舉例，在四維空間裏，一個光子會有兩個費米超對稱粒子和一個純量超對稱粒子。 在零維的情況下（常被稱作矩陣力學），有可能存在超對稱，但沒有超對稱粒子。然而，這只有在當超對稱性不包含超對稱粒子的情況下才成立。.

光子

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费米子

在粒子物理學裏，费米子（fermion）是遵守费米-狄拉克统计的粒子。費米子包括所有夸克與輕子，任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子，所有重子與很多種原子與原子核都是費米子。術語費米子是由保羅·狄拉克給出，紀念恩里科·費米在這領域所作的傑出貢獻。 費米子可以是基本粒子，例如電子，或者是複合粒子，例如質子、中子。根據相對論性量子場論的自旋統計定理，自旋為整數的粒子是玻色子，自旋為半整數的粒子是費米子。除了這自旋性質以外，費米子的重子數與輕子數守恆。因此，時常被引述的「自旋統計關係」實際是一種「自旋統計量子數關係」。 根據費米-狄拉克統計，對於N個全同費米子，假設將其中任意兩個費米子交換，則由於描述這量子系統的波函數具有反對稱性，波函數的正負號會改變。由於這特性，費米子遵守包利不相容原理：兩個全同費米子不能占有同樣的量子態。因此，物質具有有限體積與硬度。費米子被稱為物質的組成成分。質子、中子、電子是製成日常物質的關鍵元素。.

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标准模型

在粒子物理學裏，標準模型（Standard Model，SM）是描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質基本粒子的理論，屬於量子場論的範疇，並與量子力學及狭义相對論相容。到目前為止，幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是萬有理論，主要是因為還沒有描述引力。.

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