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147 关系: AdS/CFT对偶,力,基本粒子,基本相互作用,原子,反中子,双光子物理学,吴健雄,吴秀兰,吴氏实验,同位旋,坂田昌一,大型強子對撞機,大一統能量,大一統時期,大统一理论,大撕裂,夸克,夸克禁閉,夸克模型,夸克時期,奇夸克,奇异粒子,奇异数,奇異強子,宇宙基本力,宇宙年表,宇宙形成年表,宇宙暴脹,宇称不守恒,对称性 (物理学),對聖經的質疑,上夸克,中子,中子電偶極矩,中子星,中微子,希格斯玻色子,万有理论,三体用语列表,三体III:死神永生,下夸克,二十世紀科學演變年表,五夸克態,五维空间,底夸克,介子,弦理論,弱同位旋,弱相互作用,... 扩展索引 (97 更多) »
AdS/CFT对偶
在理論物理學中,AdS/CFT對偶(AdS/CFT correspondence)又稱馬爾達西那對偶(Maldacena duality)和規範/重力對偶(gauge/gravity duality),全稱為反德西特/共形場論對偶(Anti-de Sitter/Conformal Field Theory correspondence),是兩種物理理論間的假想聯繫。對偶的一邊是共形場論,是量子場論的一種,量子場論中還包括與描述基本粒子的楊-米爾斯理論相近的其他理論。而對偶的另一邊則是反德西特空間(AdS),是用於量子重力理論的空間。 此對偶代表着人類理解弦理論和量子重力的重大躍進。這是因為它為某些邊界條件的弦理論表述提供了非微擾表述。同時也因為它是全息原理最成功的展演,全息原理是量子重力的概念,最初由傑拉德·特·胡夫特提出,之後由李奧納特·蘇士侃改良及提倡。 它亦為強耦合量子場論提供了強大的研究工具。此對偶的有用之處主要是在於它是一種强弱對偶;量子場論中的場有着很強的相互作用,而重力場的相互作用則很弱,因此在數學上也比較容易對付。所以在核物理與凝聚態物理學的研究中可以利用這對偶,將該領域的難題轉譯成數學上較易於對付的弦理論難題。 AdS/CFT對偶最早由胡安·馬爾達西那於1997年末提出。而對偶的重要方面則由另外兩篇論文詳述,一篇是由、和亞歷山大·泊里雅科夫合著的,另一篇則是愛德華·威滕所撰寫。截至2015年,馬爾達西那的論文被超過10,000篇其他論文引用,名列高能物理領域引用次數的首位。.
力
在物理學中,力是任何導致自由物體歷經速度、方向或外型的變化的影響。力也可以藉由直覺的概念來描述,例如推力或拉力,這可以導致一個有質量的物體改變速度(包括從靜止狀態開始運動)或改变其方向。一個力包括大小和方向,這使力是一個向量。牛頓第二定律,\mathbf.
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基本粒子
在粒子物理学中,基本粒子是组成物质最基本的单位。其内部结构未知,所以也无法确认是否由其它更基本的粒子所组成 。随著物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也有所变化。目前在标準模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子。 我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认為是基本粒子,原子(atom)这个词来自希腊语中「不可切分的」。直到约1910年以前,原子的存在与否仍存在争议,一些物理学家认為物质是由能量所组成,而分子不过是数学上的一种猜想。之后,原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展,发现质子、中子、介子发现是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。.
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基本相互作用
基本相互作用(fundamental interaction),為物质间最基本的相互作用,常稱為自然界四力或宇宙基本力。迄今为止观察到的所有关于物质的物理现象,在物理學中都可借助这四种基本相互作用的机--得到描述和解释。 大统一理论認為:強相互作用、弱相互作用和电磁相互作用可以統一成一種相互作用,目前统一弱相互作用和電磁相互作用的电弱统一理论已經獲得實驗證實。.
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原子
原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小,以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核,其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化,即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。當它們吸收和放出中子的時候,中子也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。.
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反中子
反中子(antineutron)是中子的反粒子,1956年,反質子被發現一年後,美國物理學家在勞倫斯伯克利國家實驗室發現了反中子,這種粒子的質量與中子相同,也不帶電荷,但反中子是由三個反夸克所構成,分別是兩個反下夸克和一個反上夸克,有別於中子的夸克。 反中子的磁矩也與中子相反,一般中子的數值為-1.91 µN,而反中子則為+1.91 µN,當中 µN 是磁矩中的常數。 由於反中子與中子一樣不帶電荷,因此要直接觀測反中子並不容易,但可看到它與中子湮滅成能量。 現時有人認為,中子與反中子互相振動是存在的,並在一種未知的物理定律下發生,並違反重子數量守恆的定律。.
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双光子物理学
双光子物理(又称双伽马物理)是粒子物理学中描述两个光子间相互作用的一个分支。一般来说,光束在发生交叉时并不会发生扰动。在一些特定的光学材料中,如果光束的强度足够高,那么这些光束就可以通过一系列的非线性效应彼此影响。在纯真空的环境中,如果双光子系统的质心能量足够大,那么就会发生由光引起的较弱的光散射。另外,如果该能量高于,部分能量就会转化为新的物质。.
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吴健雄
吴健雄(Chien-Shiung Wu;),美籍华裔物理学家,在核物理学领域卓有贡献。在曼哈顿计划中,她参与研究了如何利用气体扩散法分离铀的两种同位素,铀-235与铀-238。其最著名的一项工作是利用实验方法验证宇称不守恒。这项工作令其同事李政道与杨振宁获得1957年的诺贝尔物理学奖,并令其本人获授1978年首次颁发的沃尔夫物理学奖。吴健雄在实验物理学方面的造诣常令人将她与居里夫人相提并论。她常被人称作是“中國的居里夫人”、“物理研究的第一女士”、“核子研究的女王”以及“世界最傑出女性實驗物理學家”。.
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吴秀兰
吴秀兰(Sau-Lan Wu),美籍華裔高能实验物理学家,現任威斯康星大学麦迪逊分校恩里科·費米講座傑出物理學教授。她對J/ψ粒子的發現作出過重要的貢獻,這種粒子為粒子物理學標準模型中的粲夸克提供了實驗證據,並且她也在发现胶子的实验中起了关键性的作用,其中膠子是強相互作用中矢量玻色子,即其載體。最重要的是,發現與希格斯玻色子(也就是所謂的“上帝粒子”)性質相符的粒子,是全球許多科學家共同努力的成果,而吳秀蘭所在的歐洲核子研究組織隊伍與大型強子對撞機也參與其中。.
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吴氏实验
吴氏实验是由美籍华裔物理学家吴健雄与美国国家标准局低温研究组合作进行的一项核物理学实验。这一实验的目的在于验证弱相互作用中宇称是否守恒。此前,人们已经确认电磁相互作用及强相互作用中宇称确实守恒,但弱相互作用中是否仍然守恒,尚没有实验进行验证。在宇称守恒情况下,一个系统在进行镜像变换后,其物理行为也会随之发生镜像变换。从表观来看,系统在变换后只是左右相反,其余与原来无异。而如果宇称不守恒,则在镜像变换前后,除了左右相反外,系统的行为相对于原来还会存在其他差异。 这项实验验证了弱相互作用中宇称不守恒。这项结果此前已由李政道与杨振宁从理论上导出。他们还提出了验证此项结果的实验方案。二人因为这项理论成果获得1957年的诺贝尔物理学奖。.
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同位旋
同位旋(Isospin),为与强相互作用相关的量子数。1932年,海森堡为解释新发现中子的对称性而引入同位旋。对于强力相同而电荷不同的粒子,可以看作是相同粒子处在不同的电荷状态,我们用同位旋来描述这种状态。同位旋并不是自旋,也不具有角动量的单位。它是无量纲的一个物理量。之所以叫做“同位旋”,只是因为其数学描述与自旋很类似。 在强相互作用过程中,同位旋守恒,但在弱相互作用、电磁相互作用过程中,同位旋不一定守恒。强子的同位旋反映了组成强子的上夸克和下夸克之间的对称性。 同位旋守恒是味守恒的一种。 Category:味量子數.
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坂田昌一
坂田昌一(),日本物理學家,以强子結構理論聞名於世Nussbaum, Louis-Frédéric.
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大型強子對撞機
大型強子對撞機(Large Hadron Collider,縮寫:LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器,作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成,2008年9月10日開始試運轉,並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行,成為世界上最大的粒子加速器設施。大型強子對撞機是一個國際合作計劃,由全球85國中的多個大學與研究機構,逾8,000位物理學家合作興建,經費一部份來自歐洲核子研究組織會員國提供的年度預算,以及參與實驗的研究機構所提撥的資金。 大型強子對撞機本預計於2008年10月21日開始進行低能量對撞實驗。但2008年9月19日,大型強子對撞機第三與第四段之間用來冷卻超導磁鐵的液態氦發生了嚴重的洩漏,據推測是由於聯接兩個超導磁鐵的接點接觸不良,在超導高電流的情況下融毀所造成的。依據歐洲核子研究組織的安全條例,必需將磁鐵升回到室溫後詳細檢查才能繼續運轉,這將需要三到四週的時間。要再冷卻回運作溫度,也是得經過三四週的時間,如此正好遇上預定的年度檢修時程,因此必須延遲開始運作的時間。 2009年11月23日,大型強子對撞機進行了在修復完成後的第一次試撞。 2015年4月5日,經過兩年的精心維護與升級,大型強子對撞機再度啟動,預計今年夏天將會進行13TeV質子質子碰撞實驗,探索未知領域,例如,尋找暗物質、分析希格斯機制、研究夸克-膠子等離子體等等。.
大一統能量
大一統能量 \Lambda_,或GUT尺度,相信是電磁力、弱力和強力在強度上成為相等和統一的的一種力量的能階之上的能量,它被單純李氏群統一成一種力。特殊的大統一理論(Grand unified theories,GUTs)可以預測大一統能量,但在通常情況下,由於依賴模型的詳細資訊,如規範群、希格斯扇形、物質含量或進一步的自由參數,而有極大的不確定性(測不準性)。此外,目前似乎還沒有大家都同意的最小大統一理論(minimal GUT)。 電弱力和強力與重力的統一是在被稱為萬有理論下,要求更高能量水準,一般假定要接近普朗克尺度。理論上,在如此短的距離,重力的強度便可以與其它三種已知的力比擬。這個語句可以修改為在中尺度的空間如果存在額外的維度。在這種強況下,在更小的距離下,重力強度增加得更快,這樣可以大大降低統一所有已知自然力的能量尺度。這種效應被應用在大額外維度(Large extra dimension)的模型。 大一統能量(如果大統一確實實現在自然)的確切值取決於目前在更短距離的尺度下尚未實驗考察的物理精確性。如果沙漠和超對稱性的假設存在,它大約在1016 GeV。 到目前為止,最具威力的對撞機,大型強子對撞機的設計只能達到質心能量1.4x104GeV的質子-質子碰撞。The scale 1016 GeV的尺度也含在普朗克尺度之下好幾個數量級,因此人為的碰撞還無法達到人造地球的界線。.
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大一統時期
大一統時期是在物理宇宙學中的大一統理論所描述的性質,這個時期是宇宙演化的早期,跟隨普朗克時期之後,大約開始於在大爆炸後的10-43秒,當時在宇宙中的溫度是大一統理論的特徵溫度。如果大一統能量是1015 GeV,這相當於1027 K以上的溫度。在這一段時期,四種基本力中的三種-電磁力、強作用力 和弱作用力-是合而為一的電子核子力。重力在普朗克時期結束時從電子核子力中分離出來。在大一統時期,物理的特徵,像是質量、電荷、味和色荷都沒有意義。 大一統時期大約在大爆炸之後的10−36秒,此時發生了幾個關鍵的事件。強作用力從其它的基本力中分離出來,溫度下降至X及Y玻色子可以生成的臨界值下,剩餘的X及Y玻色子開始衰變。有可能這衰變過程的某些部分違反重子數守恆,並引起物質少量的超越反物質的事件(請參閱 重子產生過程)。這種相變也被認為觸發了宇宙暴脹的過程,並且主導了宇宙演化的暴脹時期。.
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大统一理论
大统一理论(Grand Unification Theory,缩写GUT)是一種物理理论。物理學者希望能藉由单獨一種物理理论来合理解释电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用导致的物理现象。大统一理论算是物理界迈向万有理论的踏脚石。請注意,大统一理论并不包括引力,试图也将引力统一的理论称為万有理论。.
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大撕裂
大撕裂是一種宇宙論假說,在2003年首度被發佈,關於宇宙的終極命運,假說中認為宇宙中的物質,從恆星和星系到原子和次原子粒子,在有限時間的未來會因為宇宙的膨脹進一步的被撕裂。理論上,宇宙的尺度因素在未來有限的時間會變得無限大。 這個假說對宇宙中暗能量的類型有著極度關鍵的依賴性。關鍵的數值是狀態方程w,暗能量壓力和能量密度之間的比例。當w ,宇宙最終將因拉扯而分裂,這種能量稱為幻能量,精質的一種極端形式。 在以暗能量為主導的宇宙中,宇宙中的"絲狀結構"會以前所未有的比率增加。然而,這也暗示可觀測宇宙的大小是持續的退縮中;無論是多麼的接近邊緣,可觀測宇宙的距離都是以光速遠離的那些地點。當可觀測宇宙小於任何一種的基本粒子時,無論是重力或電磁力(無論是弱或強),即使在結構上能達到的最遠處也沒有交互作用存在,並且它們將被剝離開。 首先,星系將彼此遠離。值得爭議的是已經移動至可觀測宇宙之外的星系(估計在465億光年之遙),目前發生了什麼事。大約在結束之前的6000萬年,重力將減弱至無法將銀河和其他個別的星系聯繫在一起。在結束之前的三個月,太陽系將不再受到重力的束縛。在最後的三十分鐘,恆星和行星都將被扯散掉,而在最後的瞬間,原子也會被摧毀。 這個假說的創造者,達特茅斯學院的領導者羅伯特·考德威爾,計算認為宇宙的末日約在從現在起之後的500億年。.
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夸克
夸克(quark,又譯“层子”或「虧子」)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元。由於一種叫“夸克禁閉”的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裏面找到夸克 。因為這個原因,人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。 夸克有六種“味”,分別是上、下、-zh-tw:魅;zh-cn:粲-、奇、底及頂 。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因,上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇、--、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)。 夸克有着多種不同的內在特性,包括電荷、色荷、自旋及質量等。在標準模型中,夸克是唯一一種能經受全部四種基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有時會被稱為“基本力”(電磁相互作用力、萬有引力、強相互作用力及弱相互作用力)。夸克同時是現時已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之處,只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。 夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出 。引入夸克這一概念,是為了能更好地整理各種強子,而當時並沒有甚麼能證實夸克存在的物理證據,直到1968年SLAC開發出實驗為止 。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到;而於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克,是最後發現的一種。.
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夸克禁閉
夸克禁闭是一种物理现象,描述夸克不会单独存在。由于强相互作用力,带色荷的夸克被限制和其他夸克在一起(两个或三个组成一个粒子),使得总色荷为零。夸克之间的作用力随着距离的增加而增加,因此而不能发现单独存在的夸克。.
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夸克模型
在粒子物理學上,夸克模型(Quark Model)是一種根據強子內價夸克種類的強子分類方案,而價夸克就是強子內的夸克和反夸克,它們是強子量子數的源頭。夸克是“SU(3)味對稱”或八重道的基礎,這個分類方案成功將1950至60年代所發現的的大量較輕的強子妥當編組。它在1960年代後期得到了實驗確認,至今仍是一套既正確又有效的分類法。夸克模型在1964年分別由默里·蓋爾曼 和喬治·茨威格獨立提出 (另見)。時至今日,夸克模型已被標準模型所吸收,並成為了它的一部份,標準模型指的是已確立的強相互作用和電弱相互作用的量子場論。 強子並不“基本”,並可被視為“價夸克”及其反夸克的束縛態,而“價夸克”及其反夸克就是強子量子數的源頭。這些量子數是識別強子的標籤,可分為兩種。一種從龐加萊對稱J^而來,其中J、P和C分別代表總角動量、宇稱和電荷共軛對稱。 而其餘的則是味量子數,例如同位旋、奇異數和魅數等如此類推。把夸克束縛在一起的強相互作用並不會受到味量子數的影響,因此在同一味多重態的不同味量子數組成的強子能擁有系統性的質量和耦合關係。 所有夸克的重子數皆被定為。上、魅和頂夸克的電荷為+,而下、奇和底夸克的電荷則為-。反夸克的全部量子數相反。夸克的自旋為,因此是費米子。由於每一夸克和反夸克都各自遵守蓋爾曼-西島關係,因此它們加總而成的集合亦都會遵守該關係。 介子是由價夸克─反夸克對所組成(因此強子數為0),而重子則由三個夸克組成(因此強子數為1)。本條目所討論的是上、下、奇這三種味的夸克模型(形成味的SU(3)近似對稱)。也有較多味的通用化夸克模型。.
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夸克時期
夸克時期 是物理宇宙學的早期宇宙演化的一段時期,這時基本作用力的重力、電磁力、強作用力和弱作用力已經分離成為現在的形式,但溫度仍然很高,不允許夸克結合在一起形成強子。夸克時期開始於大爆炸之後大約10-12秒,這時前面的電弱時期已經結束,電弱交互作用分離成為弱交互作用和電磁。在夸克時期,宇宙充滿了熱夸克-膠子漿,包括夸克、輕子和它們的反物質。高能量粒子的相互碰撞可以形成介子和重子。夸克時期大約在宇宙為10-6秒時結束,這時粒子交互作用的平均能量已經低於強子的束縛能。接下來的時期,夸克被約束在強子的內部,這段期間就稱為強子時期。.
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奇夸克
奇夸克(Strange quark)是基本粒子的一種,它屬於費米子,在夸克裡是第四重的,質量介於80到130 MeV/c2之間,它的電荷是-(1/3),奇異數為−1,自旋為½。奇夸克曾在1947年跟k介子發現,但當時只辨認出k介子而沒認出奇夸克,是直到1964年默里·蓋爾曼和喬治·茨威格建立夸克模型後才被確認。 Category:夸克.
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奇异粒子
奇异粒子是一类亚原子粒子的统称。与奇异粒子相对的是普通粒子,包括质子、中子、π介子等普通的强子和轻子。1947年罗彻斯特(G.
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奇异数
奇异数是描述粒子内部性质的一个相加性量子数,通常用S表示,只能取整数。为解释奇异粒子的性质,1953年,美国物理学家盖尔曼、日本物理学家中野董夫、西岛和彦(K.Nishijima)各自独立提出了新的量子数——奇异数。第一个奇异粒子是1947年由罗彻斯特(G.Rochester)和巴特勒(C.Butler,1922-)发现的。随后在加速器中又陆续发现了更多的奇异粒子。与普通粒子不同,奇异粒子协同产生,独立衰变,并且快产生,慢衰变。粒子物理学规定普通粒子的奇异数是0,奇异粒子的奇异数由以下反应规定: 规定K^粒子的奇异数是+1,\Lambda^的奇异数是-1,然后由其它反应确定其余粒子的奇异数。.
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奇異強子
奇異強子是一種假想的亞原子粒子。它們雖然同樣由夸克和膠子構成和受強相互作用束縛,但有別於一般的強子。 奇異強子分為奇異重子和奇異介子。奇異重子除了三顆夸克外具有額外的基本粒子,而奇異介子卻不會只有一顆夸克和一顆反夸克。因量子色動力學的理論中並沒有否定這些粒子的存在,所以科學家希望發掘其出現的可能性。 科學家可藉尋找具有異常量子數的粒子發現奇異強子,現在亦有種種實驗結果顯示它們很可能真的存在,但此論述仍備受爭議。.
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宇宙基本力
宇宙基本力是目前物理學上的四種基本力,這些力不僅支配著原子也支配著宇宙,包括引力、電磁力、強核力、弱核力。電弱理論可將電磁力與弱核力作統一描述。.
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宇宙年表
宇宙年代學,或宇宙年表依據大爆炸宇宙論描述宇宙的歷史和未來,目前的宇宙如何由普朗克時期隨著時間演化的科學模式,使用宇宙的共動坐標系時間參數。宇宙膨脹的模型即是所知的大爆炸,在2015年,估計開始於137.99 ±0.21億年前 。為了方便,將宇宙的演化分成三個階段。.
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宇宙形成年表
這是宇宙從137.99±0.21億年的大爆炸和隨後演化與形成到現在的時間表。時間的量度是從大爆炸的那一刻開始。.
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宇宙暴脹
在物理宇宙學中,宇宙暴脹,簡稱暴脹,是早期宇宙的一種空間膨脹呈加速度狀態的過程。 暴脹時期在大爆炸後10−36秒開始,持續到大爆炸後10−33至10−32秒之間。暴脹之後,宇宙繼續膨脹,但速度則低得多。 「暴脹」一詞可以指有關暴脹的假說、暴脹理論或者暴脹時期。這一假說以及「暴脹」一詞,最早於1980年由美國物理學家阿蘭·古斯提出。 在微觀暴脹時期的量子漲落,經過暴脹放大至宇宙級大小,成為宇宙結構成長的種子,這解釋了宇宙宏觀結構的形成。很多宇宙學者認為,暴脹解釋了一些尚未有合理答案的難題:為什麼宇宙在各個方向都顯得相同,即各向同性,為甚麼宇宙微波背景輻射會那麼均勻分佈,為甚麼宇宙空間是那麼平坦,為甚麼觀測不到任何磁單極子? 雖然造成暴脹的詳細粒子物理學機制還沒有被發現,但是基本繪景所作出了多項預測已經被觀測所證實。導致暴脹的假想粒子稱為暴脹子,其伴隨的場稱為暴脹場。 2014年3月17日,BICEP2科學家團隊宣佈在B模功率譜中可能探測到暴脹所產生的重力波。這為暴脹理論提供了強烈的證據,對於標準宇宙學來說是一項重要的發現 。可是,BICEP2團隊於6月19日在《物理評論快報》發佈的論文承認,觀測到的信號可能大部分是由銀河系塵埃的前景效應造成的,對於這結果的正確性持保留態度。必需要等到十月份普朗克衛星數據分析結果發佈之後,才可做定論。9月19日,在對普朗克衛星數據進行分析後,普朗克團隊發佈報告指出,銀河系內塵埃也可能會造成這樣的宇宙信號,但是並沒有排除測量到有意義的宇宙信號的可能性。 除了暴脹理論之外,還有非標準宇宙學理論,包括前大爆炸理論和旋量時空理論等。一般來說,暴脹在前大爆炸理論中並不是必須的。路易斯·貢薩雷斯-梅斯特雷斯(Luis Gonzalez-Mestres)在1996至1997年所提出的旋量時空理論中,每一個隨動觀測者都會產生一個特殊的空間方向,而宇宙微波背景中也會自然存在B模。普朗克衛星數據可能證實了這一特殊空間方向的存在。 (University of Texas Mathematical Physics Archive, paper 14-16).
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宇称不守恒
宇稱不守恆原理,又称P破壞或P不守恒,是當代物理学的一個重要原理,由物理学家楊振寧與李政道於1956年提出。相對於宇稱守恆在弱相互作用中不成立而推論宇稱守恆不成立。.
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对称性 (物理学)
对称性(symmetry)是现代物理学中的一个核心概念,系统从一个状态到另一个状态,如果这两个状态等价,则说系统对这一变换是对称的。或者说给系统一个“操作”,如果系统从一个状态变到另一个等价的状态,则说系统对这一操作是对称的。它泛指「规范对称性」(gauge symmetry),或「局域对称性」(local symmetry)和「整体对称性」(global symmetry)。它是指一个理论的拉格朗日量或运动方程在某些变量的变化下的不变性。如果这些变量随时空变化,这个不变性被称为规范对称性,反之则被称为整体对称性。物理学中最简单的对称性例子是牛顿运动方程的伽利略变换不变性和麦克斯韦方程的洛伦兹变换不变性和相位不变性。 数学上,这些对称性由群论来表述。上述例子中的群分别对应着伽利略群,洛伦兹群和U(1)群。对称群为连续群和分立群的情形分别被称为「连续对称性」(continuous symmetry)和「離散對稱性」(discrete symmetry)。德国数学家外尔(Hermann Weyl)是把这套数学方法运用于物理学中并意识到规范对称重要性的第一人。1950年代杨振宁和米尔斯意识到规范对称性可以完全决定一个理论的拉格朗日量的形式,并构造了核作用的SU(2)规范理论。从此,规范对称性被大量应用于量子场论和粒子物理模型中。在粒子物理的标准模型中,强相互作用,弱相互作用和电磁相互作用的规范群分别为SU(3),SU(2)和U(1)。除此之外,其他群也被理论物理学家广泛地应用,如大统一模型中的SU(5),SO(10)和E_6群,超弦理论中的SO(32)和E_8\times E_8群。 整体对称性在粒子物理和量子场论的发展中也起着非常重要的角色,如强相互作用的手征对称性。规范和整体对称性破缺是粒子物理學和凝聚体物理学的重要概念。.
對聖經的質疑
《聖經》經常被聖經無誤論者認為是沒有錯誤。不過,由於《聖經》始終是多本由兩千年間不同人物書寫的經典而且用不同的文字書寫,這中間的內容或多或少都會有所差異。對於這差異,不同的基督教宗派、神學觀點有不同的見解。.
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上夸克
在所有種類的夸克中,上夸克(Up quark)的質量最小,裸質量約為1.8–。上夸克是第一代夸克, 是自旋為的費米子。帶有電荷+ e。根據粒子物理學的標準模型理論,上夸克與下夸克是構成核子的基本粒子,質子擁有兩個上夸克和一個下夸克,而中子則有一個上夸克和兩個下夸克。上夸克參與所有四種基本相互作用:引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用與強相互作用。上夸克的反粒子為反上夸克。 1964年,默里·蓋爾曼 及喬治·茨威格首先提出上夸克的存在,目的是在解釋強子的八重道分類系統。1967年,透過在史丹佛直線加速器進行的,首度證實了上夸克存在。.
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中子
| magnetic_moment.
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中子電偶極矩
中子電偶極矩衡量中子內部正電荷與負電荷的分佈。只有當正電量心與負電量心不重疊在同一位置時,電偶極矩才不等於零。至今為止,科學家尚未發現中子電偶極矩的蛛絲馬跡。現在中子電偶極矩的最準確上限為|p_n| 。.
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中子星
中子星(neutron star),是恒星演化到末期,經由引力坍縮發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。恆星在核心的氫、氦、碳等元素於核聚变反應中耗盡,当它们最终轉變成鐵元素時便無法从核聚变中获得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落,有可能导致外壳的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸,或者根据恒星质量的不同,恒星的内部区域被压缩成白矮星、中子星或黑洞。白矮星被压缩成中子星的過程中恒星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子併入質子轉化成中子,直徑大約只有十餘公里,但上面一立方厘米的物質便可重達十億噸,且旋轉速度極快。由於其磁軸和自轉軸並不重合,磁場旋轉時所產生的無線電波等各种辐射可能會以一明一滅的方式傳到地球,有如人眨眼,此時稱作脈衝星。 一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍,半徑則在10至20公里之間(質量越大半徑收縮得越小),也就是太陽半徑的30,000至70,000分之一。因此,中子星的密度在每立方公分8×1013克至2×1015克間,此密度大約是原子核的密度。 緻密恆星的質量低於1.44倍太陽質量,則可能是白矮星,但质量大於奧本海默-沃爾可夫極限(3.2倍太陽質量)的恆星会继续發生引力坍縮,則無可避免的將產生黑洞。 由於中子星保留母恆星大部分的角動量,但半徑只是母恆星極微小的量,轉動慣量的減少導致轉速迅速的增加,產生非常高的自轉速率,周期從毫秒脈衝星的700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使它有強大的表面重力,強度是地球的2×1011到3×1012倍。逃逸速度是將物體由重力場移動至無窮遠的距離所需要的速度,是測量重力的一項指標。一顆中子星的逃逸速度大約在10,000至150,000公里/秒之間,也就是可以達到光速的一半。換言之,物體落至中子星表面的速度也將達到150,000公里/秒。更具體的說明,如果一個普通體重(70公斤)的人遇到中子星,他撞擊到中子星表面的能量將相當於二億噸TNT當量的威力(四倍於全球最巨大的核彈大沙皇的威力)。.
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中微子
中微子(Neutrino,其字面上的意義為「微小的電中性粒子」,又譯作--)是一种电中性的基本粒子,自旋量子數為½,以希腊字母ν标记。现在已经有证据表明其具有质量。但其质量即使相比于其他亚原子粒子也是非常微小的。它可能是现在唯一一种已探测到的暗物质,是一种热暗物质。 中微子与电子、μ子以及τ子同属轻子,有三种“味”:电中微子()、μ中微子()以及τ中微子()。每种味的中微子都相应存在一种同样电中性且自旋量子數為½的反中微子。在标准模型中,中微子的产生过程遵循轻子数守恒定律。 由于中微子是电中性的,同时还是一种轻子,因而其并不参与电磁相互作用以及强相互作用。其只参与弱相互作用以及引力相互作用。 由于弱相互作用作用距离非常短,而引力相互作用在亚原子尺度下又是十分微弱的,因而中微子在穿过一般物质时不会受到太多阻碍,且难以检测。 中微子可以通过放射性衰变以及核反应等多种方式产生。由于太阳内部时时刻刻都在发生着核反应,而超新星产生等过程也会伴随着剧烈的核反应,因而在宇宙射线中可以检测到中微子的存在。地球附近所检测到的中微子大多来源于太阳。事实上,地球面向太阳的区域每秒钟在每平方厘米上都会穿过大约650亿个来自太阳的中微子。 人们现在认识到中微子在飞行过程中会在不同味间振荡,比如β衰变中产生的电中微子可能在检测时会变为μ中微子或τ中微子。这一现象表明中微子具有质量,且不同味的中微子的质量也是不同的。依据现在宇宙学探测的数据,三种味的中微子质量之和小于电子质量的百万分之一。.
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希格斯玻色子
希格斯玻色子(Higgs boson)是標準模型裏的一種基本粒子,是一種玻色子,自旋為零,宇稱為正值,不帶電荷、色荷,極不穩定,生成後會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯機制,基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在,則希格斯場應該也存在,而希格斯機制也可被確認為基本無誤。 物理學者用了四十多年時間尋找希格斯玻色子的蹤跡。大型強子對撞機(LHC)是全世界至今為止最昂貴、最複雜的實驗設施之一,其建成的一個主要任務就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。2012年7月4日,歐洲核子研究組織(CERN)宣布,LHC的緊湊渺子線圈(CMS)探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子(超過背景期望值4.9个标准差),超環面儀器(ATLAS)测量到质量为126.5GeV的新玻色子(5个标准差),这两種粒子极像希格斯玻色子。2013年3月14日,歐洲核子研究組織發表新聞稿正式宣布,先前探測到的新粒子暫時被確認是希格斯玻色子,具有零自旋與偶宇稱,這是希格斯玻色子應該具有的兩種基本性質,但有一部分實驗結果不盡符合理論預測,更多數據仍在等待處理與分析。 希格斯玻色子是因物理學者彼得·希格斯而命名。術語「玻色子」是為了紀念印度物理學者薩特延德拉·玻色而命名。玻色子的自旋为整数,其物理行為可以用玻色-愛因斯坦統計描述,不遵守泡利不相容原理,即處於單獨一個量子態上的粒子數目不受限制。他是於1964年提出希格斯機制的六位物理學者中的一位。2013年10月8日,因為“次原子粒子質量的生成機制理論,促進了人類對這方面的理解,並且最近由歐洲核子研究組織屬下大型強子對撞機的超環面儀器及緊湊緲子線圈探測器發現的基本粒子證實”,弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯榮獲2013年諾貝爾物理學獎。.
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万有理论
萬有理論(Theory of Everything或ToE)指的是假定存在的一種具有總括性、一致性的物理理論框架,能夠解釋宇宙的所有物理奧秘。經過幾個世紀奮勉不懈的努力,發展出兩種理論框架:廣義相對論與量子場論。它們的總合,可以說是最接近想像中的萬有理論。廣義相對論專注於研究引力來明白宇宙的大尺度與高質量現象,例如恆星、星系、星系團等等。量子場論專注於研究非引力來明白宇宙的小尺度與低質量現象,例如,亞原子粒子、原子、分子等等。量子場論成功地給出標準模型,並且能夠按照大統一理論將弱力、強力與電磁力這三種非引力統合在一起。 經過多年的研究,這兩種理論分別在適用範圍內做出的預測幾乎都已被實驗肯定。根据物理学家的研究结果,廣義相對論與量子場論互不相容,即對於某些狀況,两者不可能同时是正確的。由於這兩種理論的適用範圍不同,對於大多數狀況,只需用到其中一種理論。這兩種理論的不相容之處在非常小尺度與高質量範圍才成为显著的问题,例如,在黑洞內部、在宇宙大爆炸之后的极短时间。為了解釋這衝突,透露更深層實在、將引力與其它三種作用力統合在一起的理論框架必需被找出,和諧地将廣義相對論與量子場論整合在一起,原則而言,成為能夠描述所有物理現象的單一理論。近期,在追逐這艱難目標的過程中,量子引力已成為積極研究領域。 万有理论用来指那些试图统合自然界四种基本相互作用:引力相互作用、强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用成為一体的理论,是在电磁作用和弱相互作用連成一体的电弱作用理论之後,再加入強相互作用連成一体的大統一理論基础之後,又加上引力作用連成一体的理論。目前被认为最有可能成功的萬有理论是弦理论和圈量子引力論。.
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三体用语列表
三体用语,为中国作家刘慈欣的科幻小说作品《三体》及其续作《三体II:黑暗森林》和《三体III:死神永生》的用语介绍。.
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三体III:死神永生
《三体III:死神永生》是中国科幻作家刘慈欣的地球往事三部曲的完结篇。本书于2010年11月由重庆出版社出版。2017年获得轨迹奖最佳长篇科幻小说奖。.
下夸克
下夸克(down quark)為第一代粒子,電荷為-(1/3)e ,是第二輕的夸克,質量並不是很確定,大約4-8MeV。根據標準模型理論它跟上夸克是組成核子的基本粒子;質子是由一個下夸克跟兩個上夸克組成,則中子是個兩下夸克跟個一上夸克組成(但核子的質量主要來源不是上、下夸克,而是把它們綑綁在一起的膠子。) Category:夸克.
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二十世紀科學演變年表
二十世紀的科學演變年表按年份列出20世紀人類的科學成就。.
五夸克態
五夸克粒子是一種這結果尚未經過同行評議,所以仍舊歸類為假想粒子。-->次原子粒子,屬於奇異強子。五夸克粒子有五個夸克重子有三個夸克,介子有兩個夸克。。更詳細地說,是四個夸克和一個反夸克(表示他的重子數為1)。雖然物理學者預言五夸克粒子存在已很多年了,五夸克態顯然很不容易被發現。有些物理學者甚至提議,某種未知自然定律阻止五夸克粒子的出現。 2000年代,曾經有幾個實驗報告發現五夸克態的存在,但對於這些實驗所獲得的數據做重新分析,再加上對於後來完成的實驗做分析,所得到的結論是,這些先前得到的結果都是統計效應,而不是真實的共振See p.
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五维空间
五維空間是一個包含五個維度的空間。 以物理學的角度來說,五維空間的維度比日常生活中所提到的三維空間以及相對論中的四維空間還要多。 五維空間是一種經常在數學中出現的抽象概念。在物理學和數學中,N數字的序列可以理解為表示''N''維歐幾里得空間中的位置。 宇宙的維度是否為五維同時也是個辯論的話題。.
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底夸克
底夸克是帶有電荷− e的 第三代夸克,又稱為美夸克。雖然量子色動力學描述每一種夸克的方法都很類似,由於底夸克帶有很大的(約為,稍微多過質子質量的四倍),而且CKM矩陣的元素Vub與Vcb的數值很小,因此底夸克擁有獨特的標籤。當做實驗時,使用一種稱為的技術,可以很容易地辨識出它的蹤跡。由於CP破壞涉及到三代的夸克,因此研究CP破壞比較合適使用的粒子是含有底夸克的介子。BaBar实验、Belle實驗與LHCb實驗都正在進行這類實驗。 幾乎所有頂夸克的衰變都會產生底夸克,希格斯玻色子的衰變也常會產生底夸克。1973年,為了解釋CP破壞,物理學者 小林誠與益川敏英預言底夸克的存在。 在1975年將這粒子命名為底夸克。費米實驗室的利昂·萊德曼研究團隊於1977年做通過粒子碰撞實驗製成 底夸克偶素,從而發現底夸克。 由於「发现对称性破缺的来源,并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在」,小林誠與益川敏英榮獲2008年諾貝爾物理學獎。 有一些學者稱底夸克為「美夸克」,但至今為止,「底夸克」仍舊是最常用的名稱。 通過弱相對作用,底夸克可以衰變為上夸克或粲夸克。這類衰變被CKM矩陣所抑制(Vub.
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介子
介子是自旋为整数、重子数为零的强子,参与强相互作用。介子属于强子类。它是比电子重的带电或不带电的粒子。 根据夸克模型,介子是由一个夸克和一个反夸克组成的束缚态,这一对夸克和反夸克可以是不同味的,例如π+=(ud¯),π-=(ūd),J/ψ=(cc),F=(cs)等。 自旋为0的介子,在量子场论中是用标量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为赝标介子和标量介子。自旋为1的介子,在量子场论中是用矢量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为矢量介子或轴矢介子。根据其内部量子数,已发现的介子可分为非奇异介子(π、ρ、J/ψ等)、奇异介子(K、Q、K*等)、粲-非奇异介子(D)、粲-奇异介子(F)、底-非奇异介子(B)等。.
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弦理論
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。.
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弱同位旋
在粒子物理学中,弱同位旋是一个与弱相互作用相关联的量子数,类比了强相互作用中同位旋的观点。弱同位旋通常用T或I来表示,其第三分量则写作Tz、T3、Iz或I3。弱同位旋是对弱超荷的一个补充,其一起统一了弱相互作用和电磁相互作用。 弱同位旋守恒定律表明了弱同位旋第三分量T3的守恒:在所有弱相互作用过程中,T3必须守恒。T3也在其它已知相互作用中守恒,因此它是一个广泛守恒的量子数。因为这个缘故,T3是一个比T本身更重要的量子数,经常术语“弱同位旋”就代表着“弱同位旋第三分量”。.
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弱相互作用
弱相互作用(又稱弱力或弱核力)是自然的四種基本力中的一種,其餘三種為強核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的,恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子,即所有自旋為半奇數的粒子。 在粒子物理學的標準模型中,弱相互作用的理論指出,它是由W及Z玻色子的交換(即發射及吸收)所引起的,由於弱力是由玻色子的發射(或吸收)所造成的,所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變,它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定,由於Z及W玻色子比質子或中子重得多,所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”,是因為β衰變發生的機率比強交互作用低很多,表示它的一般強度比電磁及強核力弱好幾個數量級。大部份粒子在一段時間後,都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外,它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“味”之間互換。 弱力最早的描述是在1930年代,是四費米子接觸相互作用的費米理論:接觸指的是沒有作用距離(即完全靠物理接觸)。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它,儘管那個距離很短。在1968年,電磁與弱相互作用統一了,它們是同一種力的兩個方面,現在叫電弱相互作用。 弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯,在由氫生產重氫和氦的過程中(恆星熱核反應的能量來源)也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變,此時碳-14通過弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光,常見於超重氫照明;也造就了β伏這一應用領域(把β射線的電子當電流用)。.
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強交互作用
#重定向 强相互作用.
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強交互作用粒子
強交互作用粒子(Strongly interacting massive particles,縮寫 SIMPs),是一種彼此間以強力作用的假設粒子。在碰撞星系阿貝爾 3827,它們似乎是被散射而看起來落後於普通物質的暗物質。儘管與普通物質有微弱的作用,它們還是被推斷可能是暗物質 。然而,自那發現之後,根據對群集的進一步觀測,就不在模型中給予考慮。 強相互作用例子被提出作為解決的問題 ,以及沒有 。 從1990年開始,各種實驗和觀測都對SIMP要成為暗物質產生了限制.
強作用
#重定向 强相互作用.
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强子
在粒子物理學裏,强子(hadron)是一种由夸克或反夸克通過強作用力綑綁在一起的複合粒子。强子主要分为以下兩大類:.
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弗朗克·韦尔切克
弗兰克·安东尼·维尔切克(Frank Anthony Wilczek,),美国理论物理学家,現任麻省理工学院物理系教授。西屋科学奖获得者,大学毕业于芝加哥大学。在普林斯顿大学读博士期间,他和他的导师戴维·格娄斯发现了量子色动力学中的渐近自由,他们因此获得了2004年诺贝尔物理学奖。他在粒子物理学和凝聚体物理学都有所建树。.
引力
重力(Gravitation或Gravity),是指具有质量的物体之间相互吸引的作用,也是物体重量的来源。 引力与电磁力、弱相互作用力及强相互作用力一起构成自然界的四大基本相互作用。在这四种基本相互作用中,引力是最弱的一种,但同时也是一种长程有效作用力。在现代物理学中,引力一般由广义相对论来精确描述,认为引力反映了物体的惯性在弯曲时空中的表现。而经典力学中的牛顿万有引力定律则是对引力在通常物理条件下的极好的近似描述。 在地球上,地球对地面附近物体的万有引力赋予了物体的重量,并使物体落向地面。在宇宙中,引力让物质聚集而形成天体,同时也让天体之间相互吸引,形成按照轨道运转的天体系统。此外,月球以及太陽对地球上海水的引力,形成了地球上的潮汐。.
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引力坍缩
引力坍缩(英文:Gravitational collapse)是天体物理学上恒星或星际物质在自身物质的引力作用下向内塌陷的过程,产生这种情况的原因是恒星本身不能提供足够的作用力以平衡自身的引力,从而无法继续维持原有的流体静力学平衡,引力使恒星物质彼此拉近而产生坍缩。在天文学中,恒星形成或衰亡的过程都会经历相应的引力坍缩。特别地,引力坍缩被认为是Ib和Ic型超新星以及II型超新星形成的机制,大质量恒星坍缩成恆星黑洞时的引力坍缩也有可能是伽玛射线暴的形成机制之一。至今人们对引力坍缩在理论基础上还不十分了解,很多细节仍然没有得到理论上的完善阐释。由于在引力坍缩中很有可能伴随着引力波的释放,通过对引力坍缩进行计算机数值模拟以预测其释放的引力波波形是当前引力波天文学界研究的课题之一。.
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引力子
引力子(graviton),又稱--,一種量子物理學中,基於量子場論的架構,提出的假設基本粒子,這種量子的交換,可產生引力。但目前仍未知是否真正存在。引力子被设想为一個自旋为2、質量為零、不带電荷的玻色子。為了傳遞引力,引力子必須永遠相吸、作用範圍無限遠及以無限多的型態出現。.
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微中子天文学
中微子天文学以测量中微子的流量为主要手段,研究天体物理过程。恒星内部的核反应、超新星爆发等过程都会发出大量的中微子。中微子是一种轻子,不参与强相互作用和电磁相互作用,与普通物质的反应截面很小,平均自由程很长,给探测带来了很大的困难。太阳中微子是在太阳内部核反应过程中产生的,在地球附近具有很高的流量。因为中微子与物质的弱相互作用,中微子提供了一个独特的机会去观察那些光学望远镜无法接触的过程。 中微子天文学领域仍然处于非常初期的阶段 - 唯一证实地球之外来源至今为止仅有太阳和超新星SN 1987A。.
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刘玉鑫
刘玉鑫(),河南南阳人,北京大学物理学院教授、博士生导师,1997年获国家自然科学奖三等奖,1999年享受国务院政府特殊津贴,2004年获得国家杰出青年基金,2007年被评为北京市高等学校教学名师。他1984年本科毕业于新乡师范学院物理系,1988年12月在清华大学现代应用物理系获硕士学位,1992年6月在清华大学现代应用物理系获博士学位。自北京大学物理学院成立起,刘玉鑫担任副院长15年。.
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味 (粒子物理學)
在粒子物理學中,味或風味(英文︰Flavour)是基本粒子的一種量子數。在量子色動力學中,味是一種總體對稱。另一方面,在電弱理論中,這種對稱被打破,因此存在味變過程,例如夸克衰變或中微子振盪。.
哥倫比亞大學諾貝爾獎得主列表
諾貝爾獎由瑞典皇家科學院、瑞典學院、卡羅琳學院和挪威諾貝爾委員會每年頒發一次,分別授予在化學、物理學、文學、和平、生理學或醫學和經濟學領域作出傑出貢獻的人士。每個獎都是由獨立的委員會頒發,瑞典皇家科學院頒獎物理學、化學和經濟學獎,瑞典學院頒獎文學獎,卡羅琳學院頒獎生理學或醫學獎,挪威諾貝爾委員會頒獎和平獎。 截至2017年,根據哥倫比亞大學的統計,共有83位諾貝爾獎得主與該校存在某種程度的關聯;根據該校的官方定義,這些人包括該校的畢業生、教師(包括兼職教師)、研究人員和行政人員。1906年諾貝爾和平獎得主、時任美國總統狄奧多·羅斯福曾在哥倫比亞法學院就讀,也是與該校相關的首位諾貝爾獎得主。有13位哥倫比亞大學的諾貝爾獎得主共同分享了六座獎項,他們分別是:波利卡普·庫施與威利斯·蘭姆共同獲得1955年諾貝爾物理學獎;迪金森·伍德拉夫·理查茲與安德烈·弗雷德里克·考南德共同獲得1956年諾貝爾生理學或醫學獎;奧格·波耳與利奧·雷恩沃特共同獲得1975年諾貝爾物理學獎;巴魯克·塞繆爾·布隆伯格與丹尼爾·卡爾頓·蓋杜謝克共同獲得1976年諾貝爾生理學或醫學獎;利昂·萊德曼、梅爾文·施瓦茨與傑克·施泰因貝格爾共同獲得1988年諾貝爾物理學獎;理察·阿克塞爾與琳達·巴克共同獲得2004年諾貝爾生理學或醫學獎。有27位哥倫比亞大學諾貝爾獎得主獲得了諾貝爾物理學獎,在數量上超過任何其他獎項;1976年,該校有四人獲得了三項不同的諾貝爾獎,為歷年最多。.
哈拉尔德·弗里奇
哈拉尔德·弗里奇(Harald Fritzsch,),德国理论物理学家和科普作家,研究基本粒子,是量子色动力学的奠基人之一,在夸克理论和量子色动力学发展方面作出了重要贡献。.
光子
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四夸克态
粒子物理学中,四夸克态是一种由四个夸克形成的假想介子。原则上,现代强相互作用理论量子色动力学允许四夸克态的存在。然而,至今为止还没有任何确认的报道发现了四夸克态。任何关于四夸克态的发现可以证明奇异强子的存在,这是夸克模型的定义所不允许的。 2003年,日本的Belle实验发现一种暂时称作X(3872),被列为四夸克态的候选者, 这和原先的推测相符。X是一个暂时的名称,表示它的性质仍需要进一步实验来测定。后面的那个数字表示粒子的质量(用MeV表示)。 2004年,费米国立加速器实验室的SELEX实验发现了DsJ(2632),也被列为四夸克态的候选者。 2007年,Belle实验发现的Z+(4430)可能为四夸克态,,其最简单的夸克结构是四夸克ccud。。 2007年,日本Belle实验室又發現了可能的四夸克態Y(4660)。 2009年,费米实验室宣布发现了暂时称为Y(4140)的粒子,它也可能是四夸克态。http://www.universetoday.com/2009/03/18/new-particle-throws-monkeywrench-in-particle-physics/ 2010年,两位来自德国电子加速器的物理学家和一位来自巴基斯坦Quaid-i-Azam大学(جامعہ قائداعظم)的物理学家重新分析了过去的实验数据并宣布,存在一种定义明确的四夸克态共振,它与Upsilon(5S)介子(一种形式的底夸克偶素)有关。http://physicsworld.com/cws/article/news/42475 2012年,日本Belle實驗室发现2个新介子态Z(10610)和Z(10650),这两个介子带电荷,其最简单的夸克结构是四夸克bbud。 2013年3月,中国北京正负电子对撞机BESIII合作组发现了四夸克态粒子Zc(3900)。一周后日本高能加速器Belle实验室发现了为同一种粒子的Z(3895)。美国的研究人员采用美国康奈尔大学CLEO-c实验保存的数据证实了Z(3900)和Z(3900)。。这种介子态的四夸克结构是ccud。 。 12月,中国北京正负电子对撞机BESIII合作组宣布发现了一种Zc(3900) 新的衰变模式,并确定了其自旋-宇称量子数;在两个不同的衰变末态中发现了两个新的共振结构,分别命名为Zc(4020)和Zc(4025),它们极有可能是Zc(3900)的质量较高的伴随态;首次观测到X(3872)在Y(4260)辐射跃迁中的产生。BESIII的实验结果表明Zc(3900)与以前发现的X(3872)、Y(4260)等粒子之间可能存在着实质性的关联,应当放在统一的框架内进行理论研究,探索它们的性质。 2014年,西欧核子中心(CERN)的LHCb合作组在高统计量(13.9 σ)的实验数据分析中证实了Z(4430)的存在。 2016年3月,费米实验室DZero团队(DØ experiment)的研究者发现了一种由底、奇、上、下四味不同夸克构成的四夸克粒子X(5568)。DZero实验是费米实验室万亿电子伏特加速器(Tevatron)的两大实验之一,Tevatron已在2011年停止运行,但有关团队仍在继续对以前碰撞产生的数十亿次事件进行分析。2015年7月,研究者首次发现了X(5568)粒子的线索。 X(5568)衰变为Bsπ±。 但是,在LHCb的数据中没有这个粒子的证据,却有一个更大的样本π侯选。 2016年7月,西欧核子中心(CERN)的LHCb合作组宣布发现四个新的可能四夸克态,命名为X(4140),X(4274), X(4500) , X(4700)。.
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CP破壞
CP破壞又稱CP不守恒,是物理学,尤其是粒子物理学中的一个术语和定理。它说明在一个物理过程中所谓的CP对称被破坏了。在宇宙学中它对解释今天宇宙中物质的数量超过反物质的数量有极其重要的意义。1964年在CP破坏首先在中性K介子的衰变中被实验证实。1980年詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇因此被授予诺贝尔物理学奖。至今为止对CP破壞的研究依然是一个在理论物理和试验物理中非常活跃的领域。.
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玻色子
在量子力學裡,粒子可以分為玻色子(boson)與費米子。Carroll, Sean (2007) Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 2 p. 43, The Teaching Company, ISBN 978-1-59803-350-2 "...boson: A force-carrying particle, as opposed to a matter particle (fermion).
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現代物理學
近代物理學(Modern physics)所涉及的物理學領域包括量子力學與相對論,與牛頓力學為核心的古典物理學相異。近代物理研究的對象有時小於原子或分子尺寸,用來描述微觀世界的物理現象。愛因斯坦創立的相對論經常被視為近代物理學的範疇。.
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科学理论
科学理论是一种解释,它按照科学方法来阐述自然界中某方面事物的原因,即可以,并需使用一个预定义的观察和实验。已建立的科学理论是经得起严格检验的,也是科学知识的广泛形式。 特别需要注意的是,中使用的“科学理论”(下简称“理论”)定义明显不同于通常语言中使用的“理论”一词。按照美国国家科学院2008年的说法:正式的科学中对理论的定义完全不同于该词汇在日常的含义。在日常的(非科学的)讲话中,“理论”可能意味着某事是未经证实的、思考出来的猜测、猜想、想法,或者假设;这种使用方式与科学中的“理论”恰恰相反。这些用法的不同可以比较出来,而且往往是相对的。“预测”这个词在科学中的用法也与日常对话中不同,表示只不过有希望。 科学理论的强大体现在它能解释的现象的多样性。当收集到更多的时,一个科学理论如果不能解释新发现的实际情况,它可能会被否定或修正;在这种情况下,就需要一个更准确的理论。在某些情况下,不精确的、未经修正的科学理论仍然可以被视为一个理论,如果它在特定条件下作为一个近似是有用的(由于其纯粹的简单性,例如,牛顿运动定律作为狭义相对论在速度远小于光速时的一个近似)。 科学理论具有可测试性,且能做可证伪性预测。他们描述因果关系的原理,负责解释特定的自然现象,同时用来解释和预测物理宇宙或调查的特定领域(例如,电学、化学、天文学)的方方面面。科学家将理论作为基础,以获得进一步的科学知识,或者实现目标,比如发明技术或治疗疾病。 与其它形式的科学知识一样,科学理论本质上既是演绎推理,又是归纳推理,其目标在于和。 古生物学家、演化生物学家和科学史学家史蒂芬·古尔德说:“……事实和理论是不同的东西,而非一个增长的层级关系中的不阶层级。事实是世界的数据。而理论是解释事实的概念体系。”.
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粲夸克
粲夸克(Charm quark)属于基本粒子标准模型中的六类夸克(上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克)之一,符号为c。其反粒子称为反粲夸克。 粲夸克在夸克里第三重,质量为1.25GeV左右(比质子稍微重一点),电荷为(2/3)e,自旋1/2。粲夸克是由在1970年由谢尔登·格拉肖和李尔普罗斯和卢西恩·梅安尼预测,而粲夸克和它的反粒子可以构成J/ψ介子,J/ψ介子在1974年由布鲁克海文国家实验室的丁肇中和斯坦福线形加速器中心的伯顿·里克特分别独立发现的。这在粒子物理历史上称为“十一月革命”。 Category:夸克.
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粲数
粲数(Charm,符號 C)是一個味量子數,用以表示粒子中粲夸克()與反粲夸克()的數量差異: 傳統上,味量子數的正負號與帶有對應味的夸克電荷同號。因此,有著電荷值 Q + 的粲夸克之粲数為 +1。反粲夸克則有相反的電荷值,而其粲数 C 則為 −1。 粲数在强相互作用與电磁相互作用下守恆,然而在弱相互作用下則不守恆(參見卡比博-小林-益川矩阵)。對於第一階弱衰變,亦即僅有一個夸克衰變的過程下,粲数僅能改變1 ()。由於第一階過程比第二階過程(有著二個夸克衰變)更為常見,這可作為弱衰變的近似。.
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精细结构常数
精细结构常数是物理学中一个重要的无量纲量,常用希腊字母α表示,精细结构指的是原子物理学中原子谱线分裂的样式。其定义为 或者:\alpha.
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粒子列表
这是一份粒子物理学的粒子清单,包括已知的和假设的基本粒子,以及由它们合成的复合粒子。.
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粒子物理學
粒子物理学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用的一個物理学分支。由于许多基本粒子在大自然的一般条件下不存在或不单独出现,物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们,因此粒子物理学也被称为高能物理学。.
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约翰·施瓦茨
约翰·施瓦茨(John Schwarz,),猶太裔美國理論物理學家,加州理工學院教授。他是最早從事弦理論研究的理論學家之一。.
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经典统一场论
经典统一场论(classical unified field theory)是试图在经典物理的框架下建立一个单一自洽的场论模型,从而能够解释自然界中所有基本相互作用的所有这类尝试的总称。经典统一场论可以被认为是统一场论的一个分支,在第一次世界大战和第二次世界大战之间有很多物理学家和数学家都致力于统一引力和电磁理论方面的研究,这些工作促进了微分几何在纯数学领域的发展。爱因斯坦是最被人熟知的尝试建立统一场论的物理学家之一。 本条目意在介绍历史上多种尝试建立一个经典的、相对论性的统一场理论;至于现代物理学中试图建立一个相容於量子理论的引力理论的尝试,请参见量子引力。.
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猶太人諾貝爾獎得主列表
諾貝爾獎(Nobelpriset,Nobelprisen),是一年頒發一次的國際獎項,其中文學、物理學、化學、生理學或醫學及和平等5個獎項於1901年首次頒發,經濟學獎則於1969年起頒發" (2007), in Encyclopædia Britannica, accessed 14 November 2007, from Encyclopædia Britannica Online: 。諾貝爾獎至今已頒給800多人,其中至少有20%是以色列或者以色列移民。 首位得到諾貝爾獎的猶太人或持有以色列国籍的是阿道夫·冯·拜尔,因成功分析出吲哚的結構而於1905年獲頒化學獎。2011年中,除了文學獎、和平獎及經濟學獎外,其他獎均有猶太人獲獎。其中,丹·谢赫特曼獲得化學獎,拉尔夫·斯坦曼及布鲁斯·博伊特勒獲生物或醫學獎,至於物理學獎則由索尔·珀尔马特、亚当·里斯連同非猶太人的布萊恩·施密特共同獲得。 一些猶太得主,如埃利·維瑟爾(1986年收到和平獎),凯尔泰斯·伊姆雷(2002年收到文學獎)是大屠殺的倖存者, Associated Press, January 16, 2006.
热暗物质
熱暗物質(英语:Hot Dark Matter,简称HDM)是暗物质的一種形式,包括以的速度移動的微粒。熱暗物質的最佳候選者是神祕的中微子(neutrino.)。微中子的質量非常低,並且與四種基本力中的二者-電磁力和強力不起作用。微中子雖然會和弱力和重力作用,但因為這兩種力量很微弱,因此彼此間的互動很難被察覺。一些計畫,像是在日本岐阜縣的超級神岡中微子觀測所,就是在研究這些微中子。 暗物質是不會與電磁輻射作用的物質,因而無法用電磁波探測。他被假設存在,以解釋大爆炸之後如何產生了星系和星系團。從星系自轉曲線得到的數據顯示,星系的質量有90%是看不見的暗物質。它們只能由重力的作用被查覺。 熱暗物質不能解釋大爆炸之後各別的星系是如何形成的,由柯比衛星測量到的微波背景輻射是非常平滑,而快速移動的粒子不可能在初期是如此平滑的小尺度下聚集在一起。要解釋在宇宙早期的小尺度結構必須要借助於冷暗物质。因此熱暗物質在現今的理論中,只在混合暗物質部分的理論中被討論。.
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电子
电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.
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电磁学
电磁学(英語:electromagnetism)是研究电磁力(電荷粒子之间的一种物理性相互作用) 的物理学的一个分支。电磁力通常表现为电磁场,如電場、磁場和光。电磁力是自然界中四种基本相互作用之一。其它三种基本相互作用是强相互作用、弱相互作用、引力。 電學與磁學領域密切相關。電磁學可以廣義地包含電學和磁學,但狹義來說是探討電與磁彼此之間相互關係的一門學科。 英文单词electromagnetism是两个希腊语词汇ἢλεκτρον(ēlektron,“琥珀”)和μαγνήτης(magnetic源自"magnítis líthos"(μαγνήτης λίθος),意思是“镁石”,一种铁矿)的合成词。研究电磁现象的科学是用电磁力定义的,有时称作洛伦兹力,是既含有電也含有磁的现象。 电磁力在决定日常生活中大多数物体的内部性质中发挥着主要作用。常见物体的电磁力表现在物体中单个分子之间的分子间作用力的结果中。电子被电磁波力学束缚在原子核周围形成原子,而原子是分子的构成单位。相邻原子的电子之间的相互作用产生化學过程,是由电子间的电磁力与动量之间的相互作用决定的。 电磁场有很多种数学描述。在经典电磁学中,电场用欧姆定律中的電勢与电流描述,磁場与电磁感应和磁化强度相关,而馬克士威方程組描述了由电场和磁场自身以及电荷和电流引起的电场和磁场的产生和交替。 电磁学理论意义,特别是基于“媒介”中的传播的性质(磁导率和电容率)确立的光速,推动了1905年阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论的发展。 虽然电磁力被认为是四大基本作用力之一,在高能量中弱力和电磁力是统一的。在宇宙的历史中的夸克時期,电弱力分割成电磁力和弱力。.
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物理学
物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.
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物理学史
物理学主要是研究物质、能量及它們彼此之間的關係。它是最早形成的自然科学学科之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理學》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期,当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密;随后这些学说被传入阿拉伯世界,并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说;最终这些学说传入了西欧,首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界,哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的,从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上,类似的研究数学的方法也在发展中。 在这一时代,包含着所谓“自然哲学”(即物理学)的哲学所集中研究的问题是,在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段(而不仅仅是描述性的)。根据亚里士多德的学说以及其后的经院哲学,物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的,这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先,同样来自於这些哲学传统,并在中世纪时由当时的哲学家、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。.
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牛顿运动定律
牛頓運動定律(Newton's laws of motion)描述物體與力之間的關係,被譽為是經典力學的基礎。這定律是英國物理泰斗艾薩克·牛頓所提出的三條運動定律的總稱,其現代版本通常這樣表述:.
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Drell-Yan过程
德雷尔-颜过程(Drell-Yan process)产生于高能强子散射。当一个强子中的夸克与另一个强子中的反夸克湮灭,产生一个虚光子或者Z玻色子,之后衰变到一对带有相反电荷的轻子。这个过程最早在1970年由西德尼·德雷尔和颜东茂 提出用来描述高能强子碰撞中的轻子-反轻子对反应。实验上,最早由J.H.
非接觸力
非接觸力(non-contact force)是指任何作用在兩物體之間而不需直接接觸的力,最常見的例子是重力。相反的,接觸力是兩物體互相接觸後才會產生的力。 四種已知的基本相互作用都是非接觸力(而一些巨觀尺度下的接觸力,在微觀尺度下也可以是由非接觸力所構成):.
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頂夸克
顶夸克是目前发现最重的夸克,其质量为173.1±1.3GeV/c2,质子的质量也不过938MeV 。和其他夸克一样,顶夸克属于费米子,具有的自旋,带有+电荷。 顶夸克的反粒子被称为反顶夸克,两者质量相同。顶夸克通过强作用力同其他基本粒子相作用,通过弱力衰变为W玻色子和底夸克,有时也会衰变为奇夸克。顶夸克可以衰变为下夸克,但这种情况非常罕见。根据标准模型的预测顶夸克的寿命仅为5×10-25s。 不过顶夸克极短的寿命使得其来不及在强相互作用力的影响下形成强子,这给科学们提供了一个观测独立夸克的机会。顶夸克的存在在某种程度上也为日后发现希格斯子提供了理论上的可能性。.
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頂數
頂數(Topness,又稱truth),是一個表示粒子中頂夸克(t)與反頂夸克()數量差異的味量子數: 傳統上,頂夸克的頂數為 +1 ,反頂夸克的頂數則為 −1。「頂數」一詞不常被使用,多數物理學家會直接表示頂夸克數與反頂夸克數。.
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西島和彥
西島和彥(,),日本粒子物理學家,東京大學、京都大學名譽教授 。日本學士院會員。文化勳章表彰。文化功勞者。贈從三位。 西島生于日本土浦市,学术生涯著名成就是與中野董夫合作、與默里·蓋爾曼分别独自提出蓋爾曼-西島關係,被提名1960年、1961年諾貝爾物理學獎,但只有蓋爾曼一人獲獎。西島独立与他人提出奇异数概念,他称之为“η电荷”。.
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规范场论
规范场论(Gauge Theory)是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论。非交换对称群(又称非阿贝尔群)的规范场论最常見的例子为杨-米尔斯理论。物理系統往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述,当变换在每一时空点同时施行,它们有全局对称性。规范场论推广了这一思想,它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域。这个要求是广义相对论的等效原理的一个推广。 规范“对称性”反映了系统表述的一个冗余性。 规范场论在物理学上的重要性,在于其成功為量子电動力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型。這套理論精确地表述了自然界的三種基本力的实验预测,它是一个规范群为SU(3) × SU(2) × U(1)的规范场论。像弦论这样的现代理论,以及广义相对论的一些表述,都是某种意义上的规范场论。 有时,规范对称性一词被用于更广泛的含义,包括任何局部对称性,例如微分同胚。该术语的这个含义不在本条目使用。.
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规范玻色子
规范玻色子是传递基本相互作用的媒介粒子,它们的自旋都为整数,属于玻色子,它们在粒子物理学的标准模型内都是基本粒子。 规范玻色子包括:.
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诺贝尔物理学奖得主列表
诺贝尔物理学奖是诺贝尔奖的六个奖项之一,由瑞典皇家科学院每年颁发给在物理科学领域做出杰出贡献的科学家。 根据阿尔弗雷德·诺贝尔的遗愿,该奖由诺贝尔基金会管理,由瑞典皇家科学院选出5名成员组成一个委员会来评选出获奖者。 诺贝尔物理学奖於1901年第一次頒發,由德国的威廉·伦琴獲得。每个获奖者会得到一块奖牌,一份获奖证书,以及一笔不菲的奖金,奖金的数额每年会有变化。1901年,伦琴得到150,782瑞典克朗,相当于2007年12月的7,731,004瑞典克朗。2008年,三位获奖者(小林诚、益川敏英和南部阳一郎)分享了总额为1千万瑞典克朗的奖金(略多于100万欧元,或140万美元)。该奖每年于12月10日,即阿尔弗雷德·诺贝尔逝世周年纪念日,以隆重的仪式在斯德哥尔摩音乐厅颁发。 约翰·巴丁是唯一两次获得该奖的得主,他于1956年和1972年獲獎。威廉·劳伦斯·布拉格是至今最年轻的诺贝尔物理学奖奖得主,也是诺贝尔三项科学奖项中的最年轻得主,他在1915年获奖时仅有25岁。 至今共有两位女性获得过该奖,分别是玛丽·居里(1903年)和玛丽亚·格佩特-梅耶(1963年)。在六个诺贝尔奖项中,这是女性获奖人次第二少的奖项(只多於僅一位女性得主的諾貝爾經濟學獎)。 截至2016年10月,共有203人获得过该奖。诺贝尔物理学奖有6年因故停发(1916、1931、1934、1940至1942)。.
質子
|magnetic_moment.
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質能等價
E.
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超環面儀器
超環面儀器(A Toroidal LHC ApparatuS, ATLAS),是歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞器(LHC)所配備的七大實驗探測器之一。此實驗專門為觀測涉及高質量粒子的現象而精心設計建造;使用先前較低能量的粒子加速器無法觀測到這些現象。物理學者希望此實驗能為在標準模型之後關於粒子物理學的新理論找到一些線索。 超環面儀器的長度為44m,直徑為25m,總重量為7000ton,內部連接的電線長達3000km。大約有來自38個國家174個學術機構的3000位科學家和工程師共同參與這實驗計畫。最初15年,團隊領導為,從2009年至2013年,法比奥拉·吉亞諾提是第二任領導人,從2013年開始,團隊領導為。2012年7月4日,CERN宣布,緊湊渺子線圈(CMS)探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子(超過背景期望值4.9个标准差),超環面儀器测量到质量为126.5GeV的新玻色子(5个标准差),这两種粒子极像希格斯玻色子。後來確認就是希格斯玻色子。.
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超荷
在粒子物理学中,超荷Y是粒子与强相互作用相关的一种性质,与类似的在电弱相互作用中发挥相似角色的弱超荷不是同一概念。超荷的概念结合并同一了同位旋和味,使其成为一种荷。.
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超越标准模型的物理学
超越标准模型的物理学(Physics beyond the Standard Model,缩写为BSM)是为了弥补标准模型的不足而进行的物理学研究。标准模型不能解释的现象包括、强CP问题、中微子振荡、重子不对称性以及暗物质和暗能量的性质。 而标准模型自身的数学理论架构也存在着的问题:标准模型与由广义相对论得到的理论模型并不兼容,以致在特定条件下,如大爆炸以及黑洞事件视界这样的时空奇点,两个模型中的其中一个甚或是两者全体会失效。 为超越标准模型已做的理论探索包括通过超对称性对标准模型进行扩展以及构造像超弦理论、M理论以及扩展维度这样全新的理论。这些理论会重构目前现象的完备性,也就是说会出现现有理论所不能预测的现象。因而它们之中到底哪个是“正确”的,或者说是迈向万有理论的“最好的一步”,只能通过实验得到答案。它们也因此成为了目前理论物理学以及实验物理学最为活跃的研究领域之一。.
超膠子
超膠子,也被叫做膠微子,是一種假想粒子,為膠子的超對稱粒子,一共有八種色荷組合。它的輕子數及重子數皆為0,而自旋為1/2。 理論上,超膠子成對產生,即粒子與其反粒子同時產生,但因它是馬約拉納費米子,它的反粒子就是它本身。.
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輕子
輕子(Lepton)是一種不参與强相互作用、自旋为1/2的基本粒子。電子是最為人知的一種輕子;大部分化學領域都會涉及到與電子的相互作用,原子不能沒有它,所有化學性質都直接與它有關。輕子又分為兩類:「帶電輕子」與「中性輕子」。帶電輕子包括電子、緲子、陶子,可以與其它粒子組合成複合粒子,例如原子、電子偶素等等。 在所有帶電輕子中,電子的質量最輕,也是宇宙中最穩定、最常見的輕子;質量較重的緲子與陶子會很快地衰變成電子,緲子與陶子必須經過高能量碰撞製成,例如使用粒子加速器或在宇宙線探測實驗。中性輕子包括電中微子、緲中微子、陶中微子;它們很少與任何粒子相互作用,很難被觀測到。 輕子一共有六種風味,形成三個世代。 第一代是電輕子,包括電子()與電中微子 ()。第二代是緲輕子,包括緲子()與緲中微子 ()。第三代是陶輕子,包括陶子()與陶中微子()。 輕子擁有很多內秉性質,包括電荷、自旋、質量等等。輕子與夸克有一點很不相同:輕子不會感受到強作用力。輕子會感受到其它三種基礎力:引力、弱作用力、電磁力。但是,由於中微子的電性是中性,中微子不會感受到電磁力。每一種輕子風味都有其對應的反粒子,稱為「反輕子」。帶電輕子與對應的反輕子唯一不同之處是帶有電荷的正負號相反。根據某些理論,中微子是自己的反粒子,但這論點尚未被證實。 在標準模型裏,輕子扮演重要角色,電子是原子的成分之一,與質子、中子共同組成原子。在某些被合成的奇異原子裏,電子被更換為緲子或陶子。像電子偶素一類的輕子-反輕子粒子也可以被合成。.
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鈹的同位素
鈹(原子量:9.012182(3))目前已知有12個同位素,其中有1個是穩定的。.
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阿兰·古斯
阿兰·哈维·古斯(Alan Harvey Guth,),美国理论物理学家、宇宙学家,麻省理工学院教授,宇宙学中暴脹模型的创立者。.
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薛定谔方程
在量子力學中,薛定諤方程(Schrödinger equation)是描述物理系統的量子態怎樣隨時間演化的偏微分方程,为量子力學的基礎方程之一,其以發表者奧地利物理學家埃尔温·薛定諤而命名。關於量子態與薛定諤方程的概念涵蓋於基礎量子力學假說裏,無法從其它任何原理推導而出。 在古典力學裏,人们使用牛頓第二定律描述物體運動。而在量子力學裏,類似的運動方程為薛定諤方程。薛定諤方程的解完備地描述物理系統裏,微觀尺寸粒子的量子行為;這包括分子系統、原子系統、亞原子系統;另外,薛定諤方程的解還可完備地描述宏觀系統,可能乃至整個宇宙。 薛定諤方程可以分為「含時薛定諤方程」與「不含時薛定諤方程」兩種。含時薛定諤方程與時間有關,描述量子系統的波函數怎樣隨著時間而演化。不含時薛定諤方程则與時間無關,描述了定態量子系統的物理性質;該方程的解就是定態量子系統的波函數。量子事件發生的機率可以用波函數來計算,其機率幅的絕對值平方就是量子事件發生的機率密度。 薛定諤方程所屬的波動力學可以數學變換為維爾納·海森堡的矩陣力學,或理察·費曼的路徑積分表述。薛定諤方程是個非相對論性方程,不適用於相對論性理論;對於相對論性微觀系統,必須改使用狄拉克方程或克莱因-戈尔登方程等。.
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肯尼斯·威爾森
肯尼斯·格德斯·威爾森(Kenneth Geddes Wilson,),美国理论物理学家,利用電腦研究粒子物理學的先驅。於1982年,他因為相變研究而获得诺贝尔物理学奖,他的研究為不同現象的微妙本質提供了詳細解釋,這些現象包括冰的熔解及磁性的出現。這項研究是威爾森對重正化群基礎研究的一部份。他的同行都把他譽為理論物理學的偉人。.
膜宇宙學
膜宇宙學(Brane cosmology)是一個物理學上超弦理論和M理論的的分支,專門研究宇宙膜,他們認為宇宙其實是鑲在一些更高維度的膜。而它們研究那些更高維度的膜是怎們影響著我們的宇宙。.
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重子
重子(Baryon)是一個現代粒子物理學名詞,在標準模型理論中,「重子」這一名詞是指由三个夸克(或者三个反夸克组成的「反重子」)组成的複合粒子。在這理論中它是強子的一類。值得注意的是,因為重子屬於複合粒子,所以「不是」基本粒子。最常见的重子有組成日常物質原子核的质子和中子,合称为核子。其它重子中,有比这两種粒子更重的粒子,所谓的超子。重子这个称呼是指其质量相对重于轻子和介于两者之间的介子起的。 重子是强相互作用的费米子,也就是说它们遵守费米-狄拉克统计和泡利不相容原理,它们通过组成它们的夸克参加强相互作用。同时它们也参加弱相互作用和引力。带电荷的重子也参加电磁力作用。 重子与由一个夸克和一个反夸克组成的介子一起被合称为强子。强子是所有强相互作用的粒子的总称。 质子是唯一独立稳定的重子。中子假如不与其它中子或者质子一起组成原子核的话就不會稳定,並產生衰变。.
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重子列表
重子由三個夸克組成,相較之下介子則是由夸克-反夸克對所組成。重子與介子都屬於强子,意即單純由夸克或同時由夸克和反夸克所組成的粒子。重子的英文名稱「baryon」是來自希腊语中的「βαρύς」,意為「重的」,因為在命名當時,重子具有比其他物質粒子還要大的質量被認為是其特性之一。 直到近幾年,部分實驗證實了五夸克態粒子的存在,亦即由四個夸克與一個反夸克所組成的重子。2015年7月13日,歐洲核子研究組織的LHCb團隊宣布,在底Λ粒子衰變模式中找到了與五夸克態吻合的結果。 因為重子是由夸克所組成的,它們也會參與强相互作用。相對而言,不是由夸克所組成的輕子就不會參與强相互作用了。著名的重子包含質子和中子,它們組成了宇宙中大多數的可見物质,然而另一個主要組成原子的粒子,也就是电子,則屬於輕子。每個重子都有各自相對應的反粒子,稱為反重子,其中,夸克被替換成了對應的反夸克。例如,一個質子是由兩個上夸克與一個下夸克所組成,而其對應的反粒子,亦即反質子,則是由兩個反上夸克與一個反下夸克所組成。.
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重子数
重子数是粒子物理学中定义的一个量子数,常用 B 来表示。规定重子的重子数为 +1,反重子的重子数为 -1,其他粒子如轻子、介子、规范玻色子的重子数为 0。 根据夸克禁闭,组成粒子的夸克的色荷总和必须为零(即白色)。正常强子实现色荷为白色有三种方式:.
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量子力学
量子力学(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描写微观的事物,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的學科,都是以其为基础。 19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微观系统,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力学,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。.
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量子力學入門
量子力学(quantum mechanics;或称量子论)是描述微观物质(原子,亚原子粒子)行为的物理学理论,量子力学是我们理解除万有引力之外的所有基本力(电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用)的基础。 量子力学是许多物理学分支的基础,包括电磁学、粒子物理、凝聚态物理以及宇宙学的部分内容。量子力学也是化学键理论、结构生物学以及电子学等学科的基础。 量子力學主要是用來描述微觀下的行為,所描述的粒子現象無法精確地以古典力學詮釋。例如:根據哥本哈根詮釋,一個粒子在被觀測之前,不具有任何物理性質,然而被觀測之後,依測量儀器而定,可能觀測到其粒子性質,也可能觀測到其波動性質,或者觀測到一部分粒子性質一部分波動性質,此即波粒二象性。 量子力学始于20世纪初马克斯·普朗克和尼尔斯·玻尔的开创性工作,马克斯·玻恩于1924年创造了“量子力学”一词。因其成功的解释了经典力学无法解释的实验现象,并精确地预言了此后的一些发现,物理学界开始广泛接受这个新理论。量子力学早期的一个主要成就是成功地解释了波粒二象性,此术语源于亚原子粒子同时表现出粒子和波的特性。.
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量子引力
量子引力,是對引力場進行量子化描述的理論,屬於萬有理論之一。研究方向主要嘗試結合廣義相對論與量子力學,是當前物理學尚未解决的問題。當前主流嘗試理論有:超弦理論、迴圈量子重力理論。引力波的发现,为量子引力理论提供了新的佐证。.
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量子场论
在理論物理學中,量子场论(Quantum field theory)是由量子力學和狹義相對論互相融合後的物理理論。已被廣泛的應用在粒子物理學和凝聚體物理學中。量子場論為描述多自由度系統,尤其是包含粒子產生和湮滅過程的過程,提供了有效的描述框架。非相對論性的量子場論又稱量子多體理論,主要被應用於凝聚體物理學,比如描述超導性的BCS理論。而相對論性的量子場論則是粒子物理學不可或缺的組成部分。自然界中人類目前所知的基本相互作用有四種:強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和引力。除去引力的話,另外三種相互作用都已找到了合適滿足特定對稱性的量子場論來描述:強作用有量子色動力學;電磁相互作用有量子電動力學,理論框架建立於1920到1950年間,主要的貢獻者為保羅·狄拉克,弗拉迪米爾·福克,沃爾夫岡·泡利,朝永振一郎,施溫格,理查德·費曼和弗里曼·戴森等;弱作用有費米點作用理論。後來弱作用和電磁相互作用實現了形式上的統一,通過希格斯機制產生質量,建立了弱電統一的量子規範理論,即GWS(Glashow, Weinberg, Salam)模型。量子場論成為現代理論物理學的主流方法和工具。 而這些交互作用傳統上是由費曼圖來視覺化,並且提供簡便的計算規則來計算各種多體系統過程。.
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量子色動力學
量子色动力学(Quantum Chromodynamics,简称QCD)是一个描述夸克胶子之间强相互作用的标准动力学理论,它是粒子物理标准模型的一个基本组成部分。夸克是构成重子(质子、中子等)以及介子(、等)的基本单元,而胶子则传递夸克之间的相互作用,使它们相互结合,形成各种核子和介子,或者使它们相互分离,发生衰变等。多年来量子色动力学已经收集了庞大的实验证据。 量子色动力学是规范场论的一个成功运用,它所对应的规范群是非阿贝尔的SU(3)群,群量子数被称为“颜色”或者“色荷”。每一种夸克有三种颜色,对应着SU(3)群的基本表示。胶子是作用力的传播者,有八种,对应着SU(3)群的伴随表示。这个理论的动力学完全由它的SU(3)规范对称群决定。 量子色动力学享有2种特有的属性:.
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自发对称破缺
自發對稱破缺(spontaneous symmetry breaking)是某些物理系統實現對稱性破缺的模式。當物理系統所遵守的自然定律具有某種對稱性,而物理系統本身並不具有這種對稱性,則稱此現象為自發對稱破缺。這是一種自發性過程(spontaneous process),由於這過程,本來具有這種對稱性的物理系統,最終變得不再具有這種對稱性,或不再表現出這種對稱性,因此這種對稱性被隱藏。因為自發對稱破缺,有些物理系統的運動方程式或拉格朗日量遵守這種對稱性,但是最低能量解答不具有這種對稱性。從描述物理現象的拉格朗日量或運動方程式,可以對於這現象做分析研究。 對稱性破缺主要分為自發對稱破缺與明顯對稱性破缺兩種。假若在物理系統的拉格朗日量裏存在著一個或多個違反某種對稱性的項目,因此導致系統的物理行為不具備這種對稱性,則稱此為明顯對稱性破缺。 如右圖所示,假設在墨西哥帽(sombrero)的帽頂有一個圓球。这個圓球是處於旋轉對稱性狀態,對於繞著帽子中心軸的旋轉,圓球的位置不變。這圓球也處於局部最大引力勢的狀態,極不稳定,稍加微擾,就可以促使圓球滾落至帽子谷底的任意位置,因此降低至最小引力勢位置,使得旋轉對稱性被打破。儘管這圓球在帽子谷底的所有可能位置因旋轉對稱性而相互關聯,圓球實際實現的帽子谷底位置不具有旋轉對稱性──對於繞著帽子中心軸的旋轉,圓球的位置會改變。 大多數物質的簡單相態或相變,例如晶體、磁鐵、一般超導體等等,可以從自發對稱破缺的觀點來了解。像分數量子霍爾效應(fractional quantum Hall effect)一類的拓扑相(topological phase)物質是值得注意的例外。.
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電磁力
電磁力(electromagnetic force)是處於電場、磁場或電磁場的帶電粒子所受到的作用力。大自然的四種基本力中,電磁力是其中一種,其它三種是強作用力、弱作用力、引力。光子是傳遞電磁力的媒介。在電動力學裏,電磁力稱為勞侖茲力。延伸至相對論性量子場論,在量子電動力學裏,兩個帶電粒子倚賴光子為媒介傳遞電磁力。帶電粒子是帶有淨電荷的粒子。電荷是基本粒子的內秉性質。只有帶電粒子或帶電物質(帶有淨電荷的物質)才能夠感受到電磁力,也只有帶電粒子或帶電物質才能夠製成電場、磁場或電磁場來影響其它帶電粒子或帶電物質。 對於決定日常生活所遇到的物質的內部性質,電磁力扮演重要角色。在物質內部,分子與分子之間彼此相互作用的分子間作用力,就是電磁力的一種形式。分子間作用力促使一般物質呈現出各種各樣的物理與化學性質。由於電子與原子核分別帶有的負電荷與正電荷,它們彼此之間會以電磁力相互吸引,使得電子移動於環繞著原子核的原子軌道,與原子核共同組成原子。分子的建構組元是原子。幾個鄰近原子的電子與電子、電子與原子核、原子核與原子核,以電磁力彼此之間相互作用,主導與驅動各種化學反應,因此促成了所有生物程序。.
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電荷
在電磁學裡,電荷(electric charge)是物質的一種物理性質。稱帶有電荷的物質為「帶電物質」。兩個帶電物質之間會互相施加作用力於對方,也會感受到對方施加的作用力,所涉及的作用力遵守庫侖定律。电荷分为两种,「正电荷」与「负电荷」。带有正电荷的物质称为「带正电」;带有负电荷的物质称为「带负电」。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质「同电性」,否则称这两个物质「异电性」。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。 电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为「带电粒子」。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁交互作用。这是四种基本交互作用中的一种。.
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耦合常數
在物理学中,耦合常數决定了相互作用的強度。例如在牛顿万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论中,牛顿常数 G_N 就是引力的耦合常数。在粒子物理中,耦合常数的数值常常通过精细结构常数来给出。例如电磁相互作用的精细结构常数为 \alpha.
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II型超新星
Ⅱ型超新星(罗马数字2),也稱為核塌縮超新星,是大質量恆星由內部塌縮引發劇烈爆炸的的結果,在分類上是激變變星的一個分支。能造成內部塌縮的恆星,質量至少是太陽質量的9倍。 大質量恆星由核融合產生能量,與太陽不同的是,這些恆星的質量能夠合成原子量比氫和氦更重的元素,恆星的演化供應和儲存質量更大的核融合燃料,直到鐵元素被製造出來。但是鐵的核融合不能產生能量來支撐恆星,所以核心的質量改由電子簡併壓力來支撐。這種壓力來自屬於費米子的電子,在恆星被壓縮時不能在原子核內擁有相同的能量狀態。(參考泡利不相容原理) 當鐵核的質量大於1.44太陽質量(錢德拉塞卡極限),接著就會發生內爆。快速的收縮使核心被加熱,導致快速的核反應形成大量的中子和微中子。塌縮被中子的短距力阻止,造成內爆轉而向外。向外傳遞的震波有足夠的能量將環繞在周圍的物質推擠掉,形成超新星的爆炸。 Ⅱ型超新星的爆炸有幾種不同的類型,可以依據爆炸後的光度曲線-光度對爆炸後的時間變化圖-來分類。Ⅱ-L超新星顯示出穩定的線性光度下降;而Ⅱ-P超新星在一段正常的光度下降之後,呈現出平緩的下降(高原),才會再持續正常的下降曲線。通常這些塌縮超新星的光譜中也會出現氫的光譜,雖然Ib和Ic超新星也是將氫和氦(Ic超新星)的殼層拋出的核心塌縮大質量恆星,但它們的光譜看起來卻缺乏這些元素。.
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Π介子
在粒子物理学中,π介子是以下三种次原子粒子之一:π+、π0和π−。π介子是最重要的介子之一,在揭示强核力的低能量特性中起着重要的作用。.
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Ρ介子
在粒子物理學中,ρ介子是一種壽命短的重子,它的同位旋三重態是由、及所表示。除了π介子及K介子,ρ介子是最輕的強相互作用粒子,三種態的質量都大概在770 MeV左右。及間應該有一個小的質量差,是由粒子自身的電磁能所造成的,同時輕夸克質量所造成的同位旋破缺也會帶來一點的質量差;然而,現時的實驗指出這樣的質量差差額上限為0.7 MeV。 ρ介子的壽命很短,其衰變寬度約為145 MeV,還有很奇怪的一點是,ρ介子的共振寬度並不能用布萊特-維格納分佈(Breit-Wigner distribution)來描述。ρ介子主衰變模式的產物為一對π介子,其分支比達99.9%。 在重子的德·魯胡拉-喬吉-格拉肖描述(De Rujula-Georgi-Glashow description)中,ρ介子可被視為夸克與反夸克的束縛態,同時也是π介子的受激版本。跟π介子不一樣的是,ρ介子的自旋j.
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Μ子
μ子(渺子,muon)是一种带有一个单位负电荷、自旋为1/2的基本粒子。μ子与同属于轻子的电子和τ子具有相似的性质,人们至今未发现轻子具有任何内部结构。历史上曾经将μ子称为μ介子,但现代粒子物理学认为μ子并不属于介子(參見历史)。 每一种基本粒子都有与之对应的反粒子,μ子的反粒子是反μ子(反渺子,antimuon)。反μ子(μ+)与μ子(μ-)相比只是带一个单位的正电荷,质量、自旋等性质完全相同,因此又叫做正μ子。 与其他带电的轻子一样,μ子有一个与之伴随的中微子——μ中微子(νμ)。μ中微子与电中微子νe参与的反应不同,是两种不同的粒子。.
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Α衰变
-- α衰變(Alpha decay,又名阿爾法衰變)是一種放射性衰變(核衰變);發生α衰變時,一顆α粒子會從原子核中射出(附註:α粒子,又名阿爾法粒子,即氦-4核, ,即一顆由2顆質子和2顆中子組成的原子核); α衰變發生後,原子核的質量數會減少4個單位,其原子序也會減少了2個單位。 下面之反應式式(I)是α衰變的一個例子。例如,鈾-238通過α粒子發射的衰減以形成釷-234可以表示為:Suchocki, John.
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J/ψ介子
J/ψ介子是一种次原子粒子,属于介子,由一枚粲夸克和一枚反粲夸克组成。它是由粲夸克和反粲夸克组成的次原子粒子当中第一个激发态。它的质量为3096.9兆电子伏特/c2,平均寿命为7.2*10-21秒。 两个互相之间独立的研究组分别首次发现了J/ψ介子。其中一个组是伯顿·里克特领导的史丹佛直線加速器中心,另一个组是麻省理工学院丁肇中领导的布鲁克黑文国家实验室。他们得知彼此发现了同一粒子,并同时于1974年11月11日发表了他们的发现。这个发现后粒子物理学发生了巨大的改变,这个改变有时也被称为“十一月革命”。1976年里克特和丁肇中因为这个发现分享诺贝尔物理学奖。.
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K介子
在粒子物理學中,K介子(Kaon,標記為帶正電的K介子從前被分開叫做τ+及θ+,因為直至1960年代前K+一直被視為兩種粒子。見上面的宇稱不守恆))是帶有奇異數這一量子數的四種介子的任一種。在夸克模型中,我們知道它們含有一個奇夸克(或其反夸克),及一個上或下夸克的反夸克(或其夸克)。 自從它們在1947年被發現之後,K介子為基礎相互作用的性質提供了大量的資料。在建立粒子物理學標準模型基礎的過程中,它們有着不可或缺的角色,例如強子的夸克模型及夸克混合的理論(後者於2008年被諾貝爾物理學獎肯定)。在人類對基礎守恆定律的了解中,K介子也有着傑出的貢獻:CP破壞(一種造成大家所見的宇宙物質-反物質失衡的現象)的發現在1980年被諾貝爾物理學獎肯定,這種現象就是在K介子系統被發現的。.
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M理论
M理論(M-theory)是物理學中將各種相容形式的超弦理論統一起來的理論。此理論最早由愛德華·威滕於1995年春季在南加州大學舉行的一次弦理論会议中提出。威滕的報告啟動了一股研究弦理論的熱潮,被稱為。 弦理論學者在威滕的報告之前已經識別出五種不同的超弦理論。儘管這些理論看上去似乎非常不一樣,但多位物理學家的研究指出這些理論有着微妙且有意義的關係。特別而言,物理學家們發現這些看起來相異的理論其實可以透過兩種分別稱為S對偶和T對偶的數學變換所統合。威滕的猜想有一部份是基於這些對偶的存在,另有一部份則是基於弦理論與11維超重力場論的關係。 儘管尚未發現M理論的完整表述,這種理論應該能夠描述叫膜的二維及五維物體,而且也應該能描述低能量下的11維超引力。現今表述M理論的嘗試一般都是基於矩陣理論或AdS/CFT對偶。威滕表示根據個人喜好M應該代表Magic(魔術理論)、Mystery(神秘理論)或Membrane(膜理論),但應該要等到理論更基礎的表述出現後才能決定這個命名的真正意義。 有關M理論數學架構的研究已經在物理和數學領域產生了多個重要的理論成果。弦理論學界推測,M理論有可能為研發統合所有自然基本力的統一理論提供理論框架。當嘗試把M理論與實驗聯繫起來時,弦理論學者一般會專注於使用額外維度緊緻化來建構人們所處的四維世界候選模型,但是到目前為止,物理學界還未能證實這些模型是否能產生出人們所能觀測到(例如在大型強子對撞機中)的物理現象。.
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OZI规则
OZI规则(OZI rule)是量子色动力学中的一条规则,可以解释某些衰变道的压低。它在20世纪60年代由大久保進、喬治·茨威格和飯塚重五郎独立提出。 OZI规则说,如果一个强相互作用过程的费曼图可以通过切断胶子内线的方式而将初态粒子和末态粒子分开那么该过程将受到压低。 一个例子是\phi介子的衰变,\phi \rightarrow \pi^+ + \pi^- + \pi^0。 尽管三个\pi的质量之和要小得多,实验上观测到\phi的主要衰变道却是衰变成两个K介子。 对OZI规则的一个解释是,对于那些受到OZI压低的过程,被切断的胶子必须带有较大的Q^2,从而耦合常数较小。.
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暗物质
在宇宙学中,暗物质(Dark matter),是指無法通過电磁波的觀測進行研究,也就是不與电磁力產生作用的物质。人们目前只能透过重力产生的效应得知,而且已經發现宇宙中有大量暗物质的存在。 现代天文学經由引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。而根据ΛCDM模型,由普朗克卫星探测的数据得到:整个宇宙的构成中,常規物質(即重子物質)占4.9%,而暗物质則占26.8%,还有68.3%是暗能量(质能等价)。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性(inconsistency),对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种(或几种)粒子物理标准模型以外的新粒子所構成。对暗物质(和暗能量)的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。 2015年11月,NASA噴射推進實驗室的科學家蓋瑞‧普里茲奧(Gary Prézeau)以ΛCDM模型模擬銀河系內暗物質流過地球與木星等行星的情形,發現這會使該暗物質流的密度明顯上升(地球:10^7倍、木星:10^8倍),並呈現毛髮狀的向外輻射分佈結構。.
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技术奇异点
技术奇点(Technological Singularity),又稱科技奇點,出自奇點理論,一个根据技术发展史总结出的观点,认为未来将要发生一件不可避免的事件──技术發展将会在很短的时间内发生极大而接近于无限的进步。当此轉捩點来临的时候,旧的社会模式将一去不复返,新的规则开始主宰这个世界。而后人类时代的智能和技术我们根本无法理解,就像金鱼无法理解人类的文明一样。 一般设想技术奇异点將由超越现今人类并且可以自我进化的机器智能、或者其它形式的超级智能的出现所引发。由于其智能远超今天的人类,因此技术的发展会完全超乎全人类的理解能力,甚至无法预警其发生。 之所以被称为奇异点,因為它是一个临界点。当我们越来越接近这个临界点,它会对人类的事物产生越来越大的影响,直到它成为人类的共识。但当它最终来临的时候,也许仍会出人意料并且难以想象。就好比物理学上引力接近无穷大时产生的黑洞的物理属性一样,已经不在一般正常模型所能预测的范围之内。.
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柯蒂斯·卡伦
小柯蒂斯·戈夫·卡伦(Curtis Gove Callan Jr.,),美国理论物理学家,普林斯顿大学教授。他的研究方向包括规范场论,弦理论,瞬子,黑洞,强相互作用,以及许多其他课题。 他曾获得樱井奖(2000年)和 狄拉克奖章(2004年)。.
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恆星核合成
恆星核合成 是解釋重元素是由恆星內部的原子經由核融合創造出來的化學元素理論。自從大爆炸期間產生氫、氦、鋰之後,恆星核合成就一直持續地創造重元素。這原本是一個高度預測的理論,但經由觀測到的元素豐度和計算的基礎上,已經有了良好的協定。它解釋了宇宙中元素的豐度為何會隨著時間而增長,以及為什麼某些元素及其同位素會比其它的元素更豐富。這個理論最初是由弗雷德霍伊爾(Fred Hoyle)in在1946年提出,然後在1954年精煉 。進一步的發展,特別是對重元素中比鐵重的元素經由中子捕獲的核合成,在霍伊爾和伯比奇夫婦(傑佛瑞·伯比奇和瑪格麗特·伯比奇)、威廉·福勒四人於1957年提出了著名的元素合成理論(即著名的B2FH論文) ,成為天文物理學史上最受人引用的論文之一。 恆星演化是因它們的組成(元素的豐度)在生命歷程中的改變。首先是氫燃燒(主序星),然後是氦燃燒(紅巨星),並逐漸燃燒更重的元素。然而,因為這些重元素都包含在恆星內部,這本身並沒有明顯的改變宇宙中元素的豐度。在它們生命的後期,低質量的恆星將通過恆星風慢慢地彈出它們的大氣層,形成行星狀星雲;而質量更高的恆星將通過超新星的突發性災難事件來噴發質量。超新星核合成這個名詞被用來描述大質量恆星(12-35倍太陽質量)在演化和爆炸前所創造的元素。這些大質量恆星從碳()到鎳()的各種新同位素的最主要來源。 進一步的燃燒序列是由重力坍縮和其相應的加熱驅動的,導致重元素的碳、氧和矽燃燒。然而,大多數原子量範圍在 (從矽到鎳)核合成的重元素都是由恆星上層崩潰到核心,造成一個壓縮衝擊波反彈向外形成的。短暫的衝擊波升高了大約50%的溫度,從而引起了大約1秒鐘的劇烈燃燒。在大質量恆星最後的燃燒稱為超新星核合成或是"爆炸核合成",是恆星產生重元素的最後一個時期。 促進核合成理論發展的因素是發現宇宙中化學元素的豐度。對具體描述的需要已經受到太陽系化學同位素相對豐度的啟發。當繪製在以元素的原子數為函數的圖表上時,這些豐度有一個參差不齊的鋸齒狀形狀,而變化的因素數以萬計(參見核合成#歷史)。這表明這個自然的過程不是隨機的。第二個啟發是在20世紀了解恆星的核合成發生過程,它被認識到太陽的長壽,和從核融合反應釋放出來的能量是光與熱的來源 。.
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杰弗里·丘
杰弗里·丘(Geoffrey Chew,),美国粒子物理方面的理論物理学家,以強作用力的著稱。 他是六十年代理论粒子物理学界的领袖人物。所指導的學生中包含2004年諾貝爾物理學獎得主大衛·葛羅斯和弦理论創始人之一的約翰·施瓦茨。.
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核力
核力是“強核力”和“弱核力”的總稱。.
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核子
在化學和物理學裏,核子(nucleon)是組成原子核的粒子。每個原子核都擁有至少一個核子,每個原子又是由原子核與圍繞原子核的一個或多個電子所組成。核子共有兩種:中子和質子。任意原子同位素的質量數就是其核子的總數。因此有時人們也會稱這個數字為「核子數」。 在1960年代之前,核子被認為是基本粒子,不是由更小的部份組成的。今天我們知道核子是複合粒子,由三個夸克經強相互作用綑綁在一起組成。兩個或多個核子之間的交互作用稱為核力,最終這也是強交互作用引起的。(在發現夸克之前,「強交互作用」一詞只用於核子間的交互作用。) 核子研究屬於粒子物理學和核物理學的交叉領域。粒子物理學,特別是量子色動力學,提供了解釋夸克及強交互作用屬性的公式。這些公式用定量方法解釋夸克是如何結合成為中子和質子(以及所有其他的強子)。然而,當多個核子組合為一個原子核(核素)時,這些基礎方程式變得非常難直接求解,必須使用核物理學的方法。核物理學利用近似法和模型來研究多個核子之間的交互作用,例如用核殼層模型。這些模型能夠準確解釋核素的屬性,比如哪些核素會進行核衰變等。 質子和中子都是重子和費米子。質子和中子特別相似,除了中子不帶有電荷以外,中子的質量比質子僅僅高0.1%,它們的質量非常相近,因此它們可以視為同樣核子的兩種狀態,共同組成了一個同位旋二重態(),在抽象的同位旋空間做旋轉變換,就可以從中子變換為質子,或從質子變換為中子。這兩個幾乎相同的核子都感受到相等的強相互作用,這意味著強相互作用對於同位旋空間旋轉變換具有不變性。按照諾特定理,對於強相互作用,同位旋守恆。.
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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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模型
模型可能是:.
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次原子粒子
次原子粒子,或稱亚原子粒子。是指比原子還小的粒子。例如:電子、中子、質子、介子、夸克、膠子、光子等等。.
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歐本海默極限
奥本海默極限(TOV极限,也叫奥本海默-沃尔科夫极限)即是中子星的质量上限,类似于白矮星质量上限的钱德拉塞卡极限。罗伯特·奥本海默和乔治·沃尔科夫得到的中子星质量上限约为0.7倍太阳质量,这在今天看来应该是错误的,当今的结果在1.5至3倍太阳质量之间。对于质量小于此极限的中子星,支持星体的内部压力来自中子与中子之间的强相互作用以及中子本身的量子简并压力;而对于质量大于此极限的中子星会在自身引力的作用下崩溃,从而坍缩为一个黑洞,理论上在其他途径的内部压力支持下还可能成为其他形式的星体(例如在夸克简并压力的支持下坍缩为夸克星)。但由于对这些理论上的夸克简并物质了解相对中子简并物质更少,一般天体物理学家相信,除非有实际观测的反例证实,中子星在超过这一极限时都会直接坍缩为黑洞。 一个由恒星坍缩成的黑洞必须具有大于托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限的质量。理论预言由于恒星演化中的质量损失,一个具有太阳那样金属量的孤立恒星坍缩而成的黑洞应该具有不超过10倍左右的太阳质量, S.
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氦的同位素
氦(原子量:4.002602)共有8個已知同位素,其中有2個同位素是穩定的,分別是4He和3He,其中3He豐度很少,只有0.000137% 。.
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沃爾夫物理學獎
沃爾夫物理學獎(Wolf Prize in Physics)是以色列沃爾夫基金會每年一次(雖然有些年度並無獲獎者)授予傑出物理人士的一個獎項,是沃爾夫獎六個獎項之一,自1978年以來開始頒發。沃爾夫物理學獎經常被認為是諾貝爾物理學獎以外,物理學界最重要的獎項之一。許多沃爾夫物理學獎得主也曾經獲得諾貝爾物理學獎。直到目前為止,吳健雄為唯一一位女性得主,也是唯一一位華裔得主。.
漸近自由
在物理學中,漸近自由是某些規範場論的性質,在能量尺度變得任意大的時候,或等效地,距離尺度變得任意小(即最近距離)的時候,漸近自由會使得粒子間的相互作用變得任意地弱。 漸近自由是量子色動力學的一項特性,量子色動力學乃描述夸克和膠子間的核相互作用,而這兩種粒子是組成核物質的基本構成部份。在高能量時,夸克與夸克之間的相互作用非常微弱,因此可以通過粒子物理學中的,深度非線性散射的截面DGLAP方程(描述QCD的演化方程),來進行微擾計算;低能量時會進行強相互作用,來防止重子(由三個夸克組成,如質子及中子)或介子(由兩個夸克組成,如π介子)分體,這些都是核物質內的複合粒子。 漸近自由的發現者為弗朗克·韋爾切克、戴維·格婁斯和休·波利策,他們在2004年因這項發現而獲得了諾貝爾物理學獎。.
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无质量粒子
在粒子物理学中,无质量粒子是一种不变质量为零的基本粒子。两个已知的无质量粒子都是规范玻色子:光子(电磁学的载体)和胶子(强相互作用力的载体)。然而作为自由粒子,胶子从来没有被观测到,这是由于它们被限制在强子之中了。中微子最初也被认为是无质量粒子。然而,由于中微子在travel的时候会改变它们的flavor,所以至少两种类型的中微子有质量。这一现象被称为中微子振荡。也由于这一发现,加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳和日本科学家梶田隆章共同分享了2015年的诺贝尔物理学奖。 Category:粒子物理学 Category:狹義相對論.
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无量纲量
在量綱分析中,無量綱量,或称--、无维量、无维度量、无维数量、无次元量等,指的是沒有量綱的量。它是個單純的數字,量綱為1。無量綱量在數學、物理學、工程學、經濟學以及日常生活中(如數數)被廣泛使用。一些廣為人知的無量綱量包括圓周率(π)、歐拉常數(e)和黃金分割率(φ)等。與之相對的是有量綱量,擁有諸如長度、面積、時間等單位。 無量綱量常寫作兩個有量綱量之積或比,但其最終的綱量互相消除後會得出無量綱量。比如,應變是量度形變的量,定義為長度差與原先長度之比。但由於兩者的量綱均為L(長度),因此相除後得出的量是沒有量綱的。.
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时空
时空(时间-空间,时间和空间)是一种基本概念,分别属于物理学、天文学、空间物理学和哲学。并且也是这几个学科最重要的最基本的概念之一。 空间在力学和物理学上,是描述物体以及其运动的位置、形状和方向等抽象概念;而时间则是描述运动之持续性,事件发生之顺序等。时空的特性,主要就是通过物体,其运动以及与其他物体的相互作用之间的各种关系之汇总。空间和时.
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托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程
在天体物理学中,托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程(Tolman–Oppenheimer–Volkoff equation)是在广义相对论框架下描述一个处在定态引力平衡状态下的各向同性球对称物体结构的约束方程。它所描述的是恒星在辐射压力和自身引力作用下的相对论性流体静力学平衡。.
手徵對稱性破缺
在粒子物理學裏,手徵對稱性破缺(chiral symmetry breaking)指的是強相互作用的手徵對稱性被自發打破,是一種自發對稱性破缺。假若夸克的質量為零(這是手徵性(chirality)極限),則手徵對稱性成立。但是,夸克的實際質量不為零,儘管如此,跟強子的質量相比較,上夸克與下夸克的質量很小,因此可以視手徵對稱性為一種「近似對稱性」。 在量子色動力學的真空裏,夸克與反夸克彼此會強烈吸引對方,並且它們的質量很微小,生成夸克-反夸克對不需要用到很多能量,因此,會出現夸克-反夸克對的夸克-反夸克凝聚態,就如同在金屬超導體裏電子庫柏對的凝聚態一般。夸克-反夸克對的總動量與總角動量都等於零,總手徵荷不等於零,所以,夸克-反夸克凝聚的真空期望值(vacuum expectation value)不等於零,促使物理系統原本具有的手徵對稱性被自發打破,這也意味著量子色動力學的真空會將夸克的兩個手徵態混合,促使夸克在真空裏獲得有效質量。 根據戈德斯通定理,當連續對稱性被自發打破後必會生成一種零質量玻色子,稱為戈德斯通玻色子。手徵對稱性也具有連續性,它的戈德斯通玻色子是π介子。假若手徵對稱性是完全對稱性,則π介子的質量為零;但由於手徵對稱性為近似對稱性,π介子具有很小的質量,比一般強子的質量小一個數量級。這理論成為後來電弱對稱性破缺的希格斯機制的初型與要素。--> 根據宇宙學論述,在大霹靂發生10-6秒之後,開始強子時期,由於宇宙的持續冷卻,當溫度下降到低於臨界溫度KTc≈173MeV之時 ,會發生手徵性相變(chiral phase transition),原本具有的手徵對稱性的物理系統不再具有這性質,手徵對稱性被自發性打破,這時刻是手徵對稱性的分水嶺,在這時刻之前,夸克無法形成強子束縛態,物理系統的有序參數反夸克-夸克凝聚的真空期望值等於零,物理系統遵守手徵對稱性;在這時刻之後,夸克能夠形成強子束縛態,反夸克-夸克凝聚的真空期望值不等於零,手徵對稱性被自發性打破。.
普林斯顿大学诺贝尔奖得主列表
诺贝尔奖由瑞典皇家科学院、瑞典学院、卡罗琳学院和挪威诺贝尔委员会每年颁发一次,分别授予在化学、物理学、文学、和平、生理学或医学和经济学领域作出杰出贡献的人士。除经济学奖外,其他五个奖项都是于1895年根据阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱设立,这五个奖项也就都是由诺贝尔基金会进行管理。诺贝尔经济学奖又名“瑞典国家银行纪念阿尔弗雷德·诺贝尔经济学奖”,由瑞典中央银行于1968年设立,旨在奖励在经济学领域作出杰出贡献的人士。每个奖都是由独立的委员会颁发,瑞典皇家科学院颁奖物理学、化学和经济学奖,瑞典学院颁奖文学奖,卡罗琳学院颁奖生理学或医学奖,挪威诺贝尔委员会颁奖和平奖。每位获奖者都将获得一枚奖牌,一份证书以及不同数额的奖金。1901年,首批诺贝尔奖获得者拿到了15万零782瑞典克朗的奖金,相当于2007年12月的773万1004瑞典克朗。2008年,获奖者的奖金数额为一千万瑞典克朗。除和平奖是在奥斯陆颁发外,另外五个奖都是在斯德哥尔摩举行的仪式上颁发,颁奖日期为每年的12月10日,这天是诺贝尔的忌日。 2008年10月时,普林斯顿大学有11位在职教师或研究人员是诺贝尔奖得主。截至2015年,累计有39位诺贝尔奖得主和该校存在某种程度的关联。根据普林斯顿大学的标准,这些人包括曾在该校就读的学生,或是获奖时是该校雇员,还可以是在该校聘用期间从事了导致最终获奖的研究。曾担任普林斯顿大学校长的美国前总统伍德罗·威尔逊于1919年获诺贝尔和平奖,是与该校相关的首位诺贝尔奖得主。还有八位普林斯顿大学的诺贝尔奖得主一起分享了四座奖项,分别是:詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇一起获得1980年诺贝尔物理学奖,拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒一起赢得了1993年诺贝尔物理学奖,戴维·格娄斯和弗朗克·韦尔切克一起获得了2004年诺贝尔物理学奖,托马斯·萨金特和克里斯托弗·西姆斯赢得了2011年诺贝尔经济学奖。所有普林斯顿大学诺贝尔奖得主中有18位是获物理学奖,超过其它任何奖项,有22位获奖者是该校教师,12位在该校获得了哲学博士学位,另外伍德罗·威尔逊、尤金·奥尼尔、盖瑞·贝克和迈克尔·斯彭斯曾是该校的本科生。.
時間反演對稱
時間反演對稱描述的是在时间反演 T: t \mapsto -t運算下,物理系统所保有的对称性,又可標作T對稱。 虽然在一些限定条件下存在时间反演对称性,但是由于热力学第二定律我们观测到的宇宙并不具有时间反演对称性.
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0號元素
0號元素(Neutronium),有時又被稱為中子元素(Neutrium),是指原子中僅含中子,不含質子的一種元素,或純粹只由中子組成的物質。1926年物理學家安德利亞·馮·安德羅波夫發明了這個詞,那時甚至還沒有中子的概念。安得羅波夫將0號元素放在了元素周期表最開始,以代表其質子數比氫還要少。 然而,該術語的含義隨著時間發生了改變,從20世紀後半葉起,這個詞被用來指一種密度極大的物質,最早被用於科幻小说中,代表一種密度極大的奇特元素,直到在中子被發現後,0號元素已主要指代中子星内部存在的一種高密度、無質子的元素,目前多以多中子核物質來表示許多中子聚集在一起所形成的核素,這種物質目前僅存在於中子星内部。直到現在,這個詞的使用尚有爭議。.
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4
4(四)是3与5之间的自然数,是第一个合成数。.
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亦称为 強交互作用力,強作用力,強力,強核力。