Knowledge 宇宙间四种基本相互作用

Posted by XiLock on January 26, 2021

强相互作用力

作用距离第二短,范围约1e-15m。

强相互作用一般认为是由胶子传递的,胶子会在夸克、反夸克及其他胶子之间交换。胶子会带有色荷,色荷和人眼可见的颜色完全没有关系,色荷类似电荷,但色荷有六种(红、绿、蓝、反红、反绿、反蓝),因此会形成不同的力,有不同的规则,在量子色动力学(QCD)中有描述,这也是夸克-胶子相互作用的基础。

例如:

  1. 核子间的核力,抵抗了质子之间强大的电磁力,维持原子核稳定。~1-3fm。
  2. 夸克基本粒子结合成为质子、中子等强子。~0.8fm。

弱相互作用力

作用范围最短。

在粒子物理学的标准模型中,弱相互作用的理论指出,它是由W及Z玻色子的交换(即发射及吸收)所引起的,由于弱力是由玻色子的发射(或吸收)所造成的,所以它是一种非接触力。这种发射中最有名的是β衰变,它是放射性的一种表现。重的粒子性质不稳定,由于Z及W玻色子比质子或中子重得多,所以弱相互作用的作用距离非常短。这种相互作用叫做“弱”,是因为β衰变发生的概率比强相互作用低很多,表示它的一般强度比电磁及强核力弱好几个数量级。大部分粒子在一段时间后,都会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一种独一无二的特性——那就是夸克味变——其他相互作用做不到这一点。另外,它还会破坏宇称对称及CP对称。夸克的味变使得夸克能够在六种“味”之间互换。

万有引力

电磁力

粒子种类

粒子种类              
基本粒子              
费米子 夸克 上夸克 反上夸克 下夸克 反下夸克 粲夸克  
    反粲夸克 奇夸克 反奇夸克 顶夸克 反顶夸克  
    底夸克 反底夸克        
  轻子 电子 正电子 μ子 反μ子 τ子  
    反τ子 电子中微子 反电子中微子 μ子中微子 反μ子中微子  
    τ子中微子 反τ子中微子        
玻色子 规范玻色子 光子 胶子 W玻色子 Z玻色子    
复合粒子              
强子 重子/核子/超子 质子 反质子 中子 反中子 Δ粒子  
    Λ粒子 Σ粒子 Ξ粒子 Ω粒子    
  介子/夸克偶素 π介子 K介子 ρ介子 D介子 J/ψ介子  
    Υ介子          
其他 原子核/原子/奇异原子 电子偶素 渺子偶素 介子原子 超子原子 反氢  
    介子核 超核 重味超核 分子    
准粒子              
声子 激子 等离子子 电磁极化子 极子 磁振子    

参考资料:

  1. 轻子


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