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1、第五章 物质的基本结构与统一场论一、物质的基本结构：夸克和轻子1.中子与反电子的发现查德威克：中子查德威克：中子狄拉克：预言反电子狄拉克：预言反电子2.夸克的发现肯德尔、弗里德曼与泰勒：用电子轰击质子肯德尔、弗里德曼与泰勒：用电子轰击质子盖尔曼：盖尔曼：Three quarks for master markThree quarks for master mark3.夸克的“味”和“色”六味：上六味：上(u)(u)、下、下(d)(d)；奇异奇异(s)(s)、粲、粲(c)(c)；顶；顶(t)(t)、底底(b)(b)三色：红（三色：红（R R）、）、绿（绿（GG）、）、蓝（蓝（B B）三色三色4.
2、夸克禁闭：物质内部不能分离出自由夸克的现象打出一个打出一个 介子介子5.“渐进自由”：夸克越相互接近、其相互作用力越减小的现象6.轻子家族：电子、子、子及其各自的中微子泡利：中微子泡利：中微子厄普代克:“宇宙的烦恼”： 中微子多么微小 没质量微不足道 没有电荷 对谁也不干扰。 地球是个傻大个 驰骋穿过自逍遥 无论气体多特异 还是铜墙铁壁挡 它进退伸缩真自如 穿过了地球 还回头礼貌一笑。 深夜它从床底飞出 穿过梦中人的身体 惊动不了一丝一毫 啊，我说 这宇宙真令人烦恼 你却道： 世事无限真奇妙！第一族第一族第二族第二族第三族第三族电子电子 子子 子子电中微子电中微子 中微子中微子 中微子中微子上
3、夸克上夸克粲夸克粲夸克顶夸克顶夸克下夸克下夸克奇异夸克奇异夸克底夸克底夸克7.粒子的自旋费密子:自旋为1/2的奇数倍的粒子玻色子:自旋为1/2偶数倍的粒子二、自然界的四种基本作用力力力作用范围作用范围相对强度相对强度作用对象作用对象传递粒子传递粒子引力引力无限无限最弱最弱所有物体所有物体引力子引力子(?)(?)电磁力电磁力无限无限较强较强带电粒子带电粒子光子光子弱力弱力小小较弱较弱轻子和强轻子和强子子WW、Z Z玻玻色子色子强力强力小小最强最强带色荷的带色荷的粒子粒子胶子胶子三、统一理论1.弱-电统一理论温伯格与萨拉姆温伯格与萨拉姆2.大统一理论（GUT）统一弱、电与强相互作用统一弱、电与强相
4、互作用3.超统一理论（SUT）统一四种作用力统一四种作用力（1）卡鲁查-克莱因理论：隐蔽的时空维度（2）11维的宇宙3 3维空间维空间+1+1维时间维时间+7+7个补充空间维度个补充空间维度引力：引力：3 3维空间弯曲维空间弯曲其它作用力：其它作用力：7 7个补充空间维度的弯曲个补充空间维度的弯曲4.粒子对撞机北京正负电子对撞机(BEPC):1988年，5.6吉电子伏特,周长240米西欧核子研究中心正负电子对撞机(LEP):1998年，100吉电子伏特,周长27公里美国超导超级对撞机(SSC):周长87.5公里，耗资80亿美圆四、微观时空：翻腾的“量子泡沫”五、超弦理论：宇宙万有理论（T.O.E）宇宙的终极构成不是简单、无维的数学点，而是在单维内展开的无穷、细小的弦，宇宙中的一切粒子和力都是弦的振动.六、宇宙终极理论之争1.确实存在一个完整的统一理论，如果我们足够聪明的话，总有一天将会找到它。 2.并不存在宇宙的最终理论，仅仅存在一个越来越精确地描述宇宙的无限的理论 序列。 3.并不存在宇宙的终极理论；事件在一定程度之外不可能被预言，仅仅是以一种紊乱 或任意的方式发生。 思考题什么是“夸克禁闭”?
