那自旋为0常被称为「纯量」的希格斯玻sE子该归为哪一类呢?它当然不是组成物质的费米子自旋1/2,但也非传递作用力的规范玻sE子自旋1。希格斯粒子没有被标示在标准模型中,它的诞生是当初在标准模型的建立过程中,标准模型不能解释为什麽粒子会有确定的质量,举个例,光子和W粒子都是载力粒子:为什麽光子没有质量而W粒子却有质量?
为了满足理论的自恰X,不得不让所有的粒子质量为零,但这与实验事实明显悖逆。後来希格斯等人在1964年的论文中,引入一种现称之为「希格斯场」的量子场,用这种弥漫於空间的能量场来跟标准模型中所有的粒子进行交互作用,作用的强度标志着该类粒子的质量,它与顶夸克的作用极强,导致顶夸克的质量远大於其它夸克;与电子的交互作用微弱,所以电子的质量极轻。物理学家创立了所谓的希格斯场理论,在这个理论里,希格斯场与其他粒子交互作用,并提供它们质量。希格斯场需要一个粒子,叫做希格斯玻。但是可惜的是标准模型本身无法预测,希格斯场所对应到的希格斯粒子质量到底是多大,虽然物理学家期望它在100~1000GeV/c2现身。而且它本身又是不带电的粒子,这使得搜寻希格斯粒子的工作困难重重,所以2012年7月的发现才会显得弥足珍贵。
19世纪末,人们普遍认为,古典物理的宏伟框架似乎已经接近完成了,但对於一些新的实验发现,古典物理不能作出合理解释,因此,这种观念受到了挑战。在宏观尺度低速运动状态下,古典物理学理论有着完美的应用,但在解释大量微观粒子运动或物T以极高的速度运动时,古典理论遭受了巨大的困难。在大尺度层面,相对论告诉我们对不同的观测者来说时间流逝的快慢并不相等。物质能转变为能量,反之亦然。两个以超过0.5倍光速的速度相向而行的物T无法以超过光的相对速度接近对方,时间历程会在接近大质量物T时变慢等等。事物并不是以我们的经验所习惯的方式运作着的。
在小尺度层面,奇异的现象更是无处不在。我们无法描述一个光子或电子从出发点到它被发现点之间的确定的位置或是运动轨迹。我们无法用日常的经验来判断一个粒子将在何处出现。它甚至会有一定的机率在一个封闭边界外出现。机率成为这个尺度上一切交互作用的关键因素。讨论任何原子尺度上的粒子的运动轨迹是没有意义的,因为如果我们要JiNg确的测量粒子的位置,对其速度的测量的准确度就会降低,反之亦然。
在古典物理的时代,牛顿和他的追随者们相信光的本质是粒子,而另外一部分人惠更斯等人则认为光是在某种介质中传播的波。物理学家们并没有去寻找实验去证明某一方观点是否正确,而是设计了能够显示出光的频率等属於「波动X」的特徵的实验,同时也有能显示出动量等「粒子X」特徵的实验。而在此後的一些实验观测中,尺度较大的粒子,b如原子甚至是一些分子都显示出了「波动X」的特徵。
1927年,尼尔斯·波尔这样写到:「如果有人没有被量子论所震惊的话,他就没有理解它。」
量子力学英语:;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交互作用、强交互作用、弱交互作用的基础。物理学家用"量子这个字,意谓着打断,以增加或分开,来描述非常小粒子的物理,这是因为某些X质只会表现出不连续的值。举个例子,你只能找到拥有整数倍数的电荷或1/3和2/3对夸克来说,量子力学用以叙述粒子的作用力。量子力学始於20世纪初马克斯·普朗克和尼尔斯·波耳的开创X工作,马克斯·玻恩於1924年创造了「量子力学」一词。因其成功的解释了古典力学无法解释的实验现象,并JiNg确地预言了此後的一些发现,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X,此术语源於亚原子粒子同时表现出粒子和波的特X。量子力学的重要X何在?依狄拉克的说法,量子力学出现之後,「所有的化学和大部分物理之数学理论背後所需的原理已经完全清楚了」。
普朗克和黑>
铁匠房里的高温金属加工品。橘hsE的光芒是物T因高温而发S出的热辐S之中看得见的那一部分。图片中每一样物品同样以热辐S形式散发着光芒,但亮度不足,且r0U眼看不见较长的波长。远红外线摄影机可捕捉到这些辐S。
热辐S即物T因其自身温度而从物T表面发S出来的电磁辐S。一个物T经过充分加热,会开始发S出光谱中红sE端的光线而变得火红。再进一步加热物T时会使颜sE发生变化,发S出波长较短频率较高的光线。而且这个物T既可以是完美的发ST,同时也可以是完美的x1收T。当物T处於冰冷状态时,看起来是纯粹的黑sE,此时物T几乎不会发S出可见光,而且还会x1纳落在物T上的光线。这个理想的热发ST就被视为黑T,而黑T发出的辐S就称为黑T辐S。
第一个能够完整解释热辐S光谱的模型是由马克斯·普朗克於1900年提出普朗克把热辐S建立成一群处於平衡状态的谐振子模型。为了符合实验结果,普朗克不得不假设每一个谐振子必定以自身的特徵频率为能量单位的整数倍,而不能随意发S出任意量的能量。也就是说,每一个谐振子的能量都经过「量子化」。每一个谐振子的能量量子与谐振子的频率成一b例,这个b例常数就称为普朗克常数。普朗克常数的符号为h,其值为6.63×10?34?Js,频率f的谐振子能量E为
此处普朗克定律是物理学中第一个量子理论,也使普朗克荣获1918年的诺贝尔奖「为表扬普朗克对於能量量子的发现和促使物理学进步的贡献」。但当时普朗克认为量子化纯粹只是一种数学把戏,而非我们今日所知的改变了我们对世界的理解的基本原理。普朗克的工作让人们认识到,无论是光波动说还是光微粒说都不能单独地合理地说明电磁辐S现象。
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