Fw: [LIVE] 上帝粒子

看板CKSC作者 (What's Bird !!)時間12年前 (2011/12/15 02:03), 編輯推噓1(1推 0噓 0→)
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作者: ll35566 (交大張東健) 看板: Gossiping 標題: Re: [爆卦] [LIVE] 上帝粒子 時間: Wed Dec 14 03:09:49 2011 我們的世界 有四種基本的交互作用 分別是重力 電磁作用力 強作用力 跟弱作用力 大家對前面兩個都很熟悉了 重力和電磁力 大家都可以很容易自己去感覺到 不過對於後面兩種 大家很可能沒有這麼熟悉了 我今天就來說說 後面三種力好了 一 物質結構 大家都知道 一般物質 是由分子構成的 而分子裡面 有原子 原子裡面 是大部分空空的 裡面有原子核 還有電子 而原子核裡面 含有中子和質子 中子和質子 又是更小的夸克所組成的 ╱ . . ╱ ●○○ ╱ ◎ ╱ ╱ ●○○● ╱ ∵ ○ . ⊕ ○●○●● ∵ ←夸克之間用膠子黏住 ↑＼ ↑ ╲ ○●●● ╲ ∵∵∴ ｜ ╲ . ｜ . ╲ ●○○ ╲◎ ◎ ｜ ↑ 原子核 ↑ ↑ ↑ 電子 中子 質子 夸克 原子 ╚═══╝ ╚═══╝ ╚═══╝ 原子 原子核 核子(質子或中子) -10 -14~-15 -15 10 m 10 m 10 m 1-1.電磁交互作用和強交互作用 原子核和電子 是由電磁交互作用綁在一起的 透過交換光子的方式 把彼此拉在一起 就像跟正妹打排球一樣 互相交換排球 讓彼此距離拉近 而原子核內部之間 以及 中子內部 質子內部 則是所謂的強作用力綁在一起 夸克帶有所謂的色荷 然後彼此之間用膠子互相交換色荷 把彼此黏住 ◎ <-夸克 交換光子 ∴ ↓ ∴ <-交換膠子 . ~~~~~~~ ⊕ ∴ ∴ ↑ ◎ ◎ 電子 原子核 1-2.弱作用力 而弱作用力 就參與所謂的原子核衰變 也就是從A元素 變成B元素的過程 因為有一顆中子變質子了 ●○● ●○● - __ ○●○ ○●○ + e + ν ●○● ============> ●○○ ↑ ↑ ↑ ↑ 中子 質子 電子 反微中子 當然 因為 電荷的改變 所以還可能放出強力光子(電磁波) - __ 我們可以把這一段過程放大來看 其實就是● ============> ○ + e + ν 中子 質子 電子 反微中子 更近一步去看 會發現 其實這種衰變的交互作用 中間還會有一種粒子參予 - 那就是W粒子 ╱ e ╱ /╲ __ / ╲ ν - (w ) / u------->------------>----d ∴ ∴ ∴ ∴ ∴ ∵ ∴ ∵ u d u d 中子 質子 在這邊我們可以看到 電磁交互作用(光子) 強交互作用(膠子) 弱交互作用(W Z) 他們在進行時 中間都會透過交換粒子 而達成效果 這邊所交換的粒子 我們叫做規範波色子 規範 是一種對稱 而波色子 是一種滿足某種統計的粒子 (等等在標準模型裡面會說到) 這邊我不著墨太多了 我們直接來看最奇怪的一個例子 這邊最奇怪的事弱交互作用 為什麼呢? ± 0 因為在這些參與作用的粒子裡面 只有W 和 Z 有質量 1-3小結 (1) 強作用力是靠膠子來傳遞的 (2) 電磁交互作用力是靠光子來傳遞的 (3) 弱交互作用力 是靠 W Z 粒子來傳遞的 (4) W Z 友質量 很奇怪 二 標準模型 我們將目前 物理學家 所建立的一套可以描寫強作用力 弱作用力 和電磁交互作用力的模型 叫做標準模型 EA這模型的主要是一個所謂的SU(3)xSU(2)xU(1)的對稱結構(當然 我只提名字) c L Y 還有 六種夸克 六種輕子 再額外加上一個希格斯利子(Higgs) 這邊的對稱結構 會讓我們有傳遞強,電磁及弱作用的 膠子 光子 還有W Z粒子 這模型 有含10幾個參數 而可以預測出目前發現的幾十到百個 "基本粒子"(這些一點都不基本XD) 但是到目前為止 還有最後一個沒有發現 那就是希格斯粒子 2-2 基本粒子列表 也許有人會想知道是哪些基本粒子 我就列個表吧! ╔══╗╔═════╦═════╦═════╦══╗ ╔═════╗ ║ ║║ u ║ c ║ t ║電荷║ ║ γ ║ ║ 夸 ║║ 上夸克 ║ 魅夸克 ║ 頂夸克 ║ 2/3║ ║ 光子 ║ ║ ║║ 2.4MeV ║ 1.27GeV ║ 171.2GeV║ ║ ║ 0 ║ ║ 克 ║╚═════╩═════╩═════╩══╝ ╠═════╣ ║ ║╔═════╦═════╦═════╦══╗ ║ g ║ ║ ║║ d ║ s ║ b ║電荷║ ║ 膠子 ║ ║ ║║ 下夸克 ║ 奇夸克 ║ 底夸克 ║ 1/3║ ║ ║ ║ ║║ 4.8MeV ║ 101MeV ║ 4.2GeV ║ ║ ╠═════╣ ╚══╝╚═════╩═════╩═════╩══╝ ║ 0 ║ 第一代 第二代 第三代 ║ Z ║ ╔══╗╔═════╦═════╦═════╦══╗ ║ 91.2GeV ║ ║ ║║ νe ║ νμ ║ ντ ║電荷║ ╠═════╬═╗ ║ 輕 ║║電子微中子║μ子微中子║τ子微中子║ 0 ║ ║ ± 電 ║ ║ ║║ <2.2eV ║ <0.17MeV║ <15.5MeV ║ ║ ║ W 荷 ║ ║ ║╚═════╩═════╩═════╩══╝ ║ 80.4GeV ±1║ ║ 子 ║╔═════╦═════╦═════╦══╗ ╠═════╬═╝ ║ ║║ e ║ μ ║ τ ║電荷║ ║ 自旋 1║ ║ ║║ 電子 ║ μ子 ║ τ子 ║ -1 ║ ╚═════╝ ║ ║║ 0.511MeV ║ 105.7MeV ║ 1.777GeV║ ║ ╚══╝╚═════╩═════╩═════╩══╝ Higgs ??? 第一代 第二代 第三代 自旋0 ╔════════════════════════╗ ╔═════╗ ║ 費米子 自旋 1/2 ║ ║ 波色子 ║ ╚════════════════════════╝ ╚═════╝ 2-3希格斯粒子 和自發性對稱破缺 在1-3我們留了一問題 為什麼 W Z粒子會有質量?簡單的說 就是一種自發性對稱破缺的機制 所造成的 自發性對稱破缺 聽起來很莫名其妙的東西 好像很難 其實 沒有這麼難懂 首先 我們在標準模型裡面引進了一個 很特別的場 這個場 是有四個分量的場 他有個位能 而這一個位能 長得像這樣子(大概示意 實際上是在更高維度的空間) 這邊的維度不是時空維度 ______________________ 事內部某對稱空間的維度 ╱ ╲ ／ ╲ | | ╲ ╱￣╲ ／ \ ╲_______________________╱ / \ / \ / \ / \ / ╲ / ╱￣╲ \ ／ ╲_____╲__╱______／ 像一個碗一樣 但是中間有凸起來 就像是一個墨西哥帽一樣 只不過帽緣比較高 我們可以想像 有一顆球 被放置在裡面 ______________________ E--------- ╱ ╲ ／ ╲ | ● ● | ╲ ╱￣╲ ／ \ ╲_______________________╱ / \ / \ / \ ● / \ / ╲ / ╱￣╲ \ ／ ╲_____╲__╱______／ 這顆球 表示我們的能量狀態 剛開始 球的能量比中間的凸起還要高 在我們的宇宙剛剛形成不久時後 到處都很燙很熱 能量處於很高的狀態 所以 這一顆球可以到處亂跑 所以 這一個系統 就像一個碗一樣 是對稱的 ______________________ ╱ ╲ ／ ╲ | ●↘ | ╲ ╱￣╲ ／ \ ╲_______________________╱ / E----- \ / \ / \ / \ / ╲ / ╱￣╲ \ ／ ╲_____╲__╱___ ●／_ 當宇宙冷掉之後 我們的能量減低 原本平均上會在帽頂中心球 會自動的往四周掉下去 因為只要有擾動 球就不會安穩的呆在這種極度不平衡的位置上面 所以 我們失去了原本的對稱性 現在系統只能在 帽底震盪 而不是在我們熟悉的中間震盪 失去的自由度 就被W和Z粒子吸收 讓他們有質量質量 於是這樣一來 我們就改變了真空的性質了 我們可以這樣來想像 ╲ ..╲ ... . . ╲ . .. .╲ . . . . . ↘ . . . . .↘ ... .. ╲ . . .. ╲ .. . . ╲ .. ╲ ... . ╲ . . . . .. .. . ╲ . . . ╲ .. . . . . ... . . . 這是原本的真空 對稱破缺後的真空 粒子在裡面自由穿梭 不受阻力 粒子像在糖水中一樣 受到了阻力 而生成質量 這些當然是很粗略的說法 詳細的東西有點小複雜 我就不說了 -- ◢███◣ ◢◤ █ ◥◣ █ ◢█◣ █ █◢◤█◥◣█ ◥█ █ █◤ ◥███◤ ll35566 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.113.160.72
推
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嗯 沒錯 就跟我想的一樣
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專業
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推
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隔壁校友情推XD
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推
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啥!?
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推
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可以請原PO趕進度跳到下一章嗎
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其實 這模型做出來的很多東西都很準 不過也有有些她無法解釋的東西開始出現了
推
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總之先推好了
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XD
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推
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哇咧 三更半夜看到這種文 是要讓我暈的嗎
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推
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交大五六不研究比爾陳改研究這個啊
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這才是本行 ※ 編輯: ll35566 來自: 140.113.160.72 (12/14 03:12)
推
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推。
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推
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太複雜啦
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推
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我想看新的比爾陳研究阿
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※ 編輯: ll35566 來自: 140.113.160.72 (12/14 03:14)
推
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看不懂 推
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推
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交大五六哥 我想考118資工 你可以當我的補習老師嗎?
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資工不會考這個啦! ※ 編輯: ll35566 來自: 140.113.160.72 (12/14 03:15)
推
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推圖文並茂
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... 很有趣啊 這才是科學... 比科幻小說好多了
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推
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辛苦了，畫那些表格跟對稱破缺的圖...
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超難畫的...
推
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專業推
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QN阿! 上次的事情真的抱歉.. 害你這樣被騷擾QQ
推
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感謝原PO...但是我實在忍不住按了END....我真的不是理科的
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推
12/14 03:17, , 20F
推這篇! 有助科普 好文該M
12/14 03:17, 20F
推
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推 看到一半看不完 可借轉physics板嗎?
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推
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我電機背景的也看懂了~原po解釋的不錯喔
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嘿嘿 還可以啦!抓頭 ※ 編輯: ll35566 來自: 140.113.160.72 (12/14 03:20)
推
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某樓冒充隔壁校是哪招XD
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推
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push
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推
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靠北 畢業了就不算校友嘛
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推
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考資工統測搞定電子學跟數位邏輯就幾乎OK了
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※ harry901:轉錄至看板 Physics 12/14 03:21
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12/14 03:23, , 27F
哲學家應該都來看看這篇
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※ 編輯: ll35566 來自: 140.113.160.72 (12/14 03:24)
推
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費米子自旋半整數 波色子整數 幹 今天才剛考完
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推
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資工怎麼會考物理 XD
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推
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還附圖 超強...
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還有 183 則推文
還有 19 段內文
推
12/14 11:26, , 214F
專業給推
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推
12/14 11:27, , 215F
這個不當教授實在說不過去
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推
12/14 11:29, , 216F
12/14 11:29, 216F
推
12/14 11:34, , 217F
專業
12/14 11:34, 217F
推
12/14 11:34, , 218F
推專業
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推
12/14 11:34, , 219F
你講的真的很淺顯易懂0.0 看一次就ok，不當老師真的很可惜
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推
12/14 11:35, , 220F
完全看不懂阿XD 是我自己的問題
12/14 11:35, 220F
推
12/14 11:36, , 221F
推推!!!!
12/14 11:36, 221F
推
12/14 11:42, , 222F
嗯...喔...欸...啊...
12/14 11:42, 222F
推
12/14 11:52, , 223F
快推 不然人家以為我看不懂!
12/14 11:52, 223F
推
12/14 11:57, , 224F
前面有些不是很懂~ 後面圖解很清楚阿!! 讚!
12/14 11:57, 224F
推
12/14 12:07, , 225F
老師對不起 我end了
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推
12/14 12:15, , 226F
...
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推
12/14 12:24, , 227F
你這篇文章 如果我能早個七八年看到就不會被當了....OTZ
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12/14 12:28, , 228F
借轉 好文推!!!
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推
12/14 12:39, , 229F
交大推!
12/14 12:39, 229F
推
12/14 12:45, , 230F
12/14 12:45, 230F
推
12/14 12:46, , 231F
交大張東健 XD
12/14 12:46, 231F
推
12/14 12:49, , 232F
看不懂+1XDDDD
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推
12/14 13:01, , 233F
看八卦 長知識!! 推~
12/14 13:01, 233F
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12/14 13:07, , 234F
NICE
12/14 13:07, 234F
推
12/14 13:14, , 235F
可以出個科普叢書嗎 這樣高中大學新鮮人可以更容易進入狀況
12/14 13:14, 235F
推
12/14 13:23, , 236F
這…你寫得很認真，不過我是讀會計的，看不懂……
12/14 13:23, 236F
推
12/14 13:26, , 237F
專業!
12/14 13:26, 237F
推
12/14 13:30, , 238F
專業推
12/14 13:30, 238F
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12/14 13:31, , 239F
阿 還有那個碗公 看起來真令人害羞 XDDD
12/14 13:31, 239F
推
12/14 13:32, , 240F
「W Z "友"質量」粒子之前不存在友誼關係 原po觀念還差點
12/14 13:32, 240F
推
12/14 13:53, , 241F
看完還是不懂 幹
12/14 13:53, 241F
推
12/14 14:01, , 242F
我的腦細胞死光了
12/14 14:01, 242F
推
12/14 14:18, , 243F
推圖
12/14 14:18, 243F
推
12/14 14:23, , 244F
看不懂阿!可是圖好精美!
12/14 14:23, 244F
推
12/14 14:33, , 245F
推!!
12/14 14:33, 245F
推
12/14 15:34, , 246F
值得推薦
12/14 15:34, 246F
推
12/14 15:46, , 247F
強者推
12/14 15:46, 247F
推
12/14 16:07, , 248F
一類組給推...
12/14 16:07, 248F
推
12/14 16:38, , 249F
真不愧是交大張東健
12/14 16:38, 249F
推
12/14 16:44, , 250F
我真的看不懂XDDD明天睡飽了再來看
12/14 16:44, 250F
推
12/14 16:46, , 251F
我好像變成文盲一樣...
12/14 16:46, 251F
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ※ 轉錄者: tkotw (220.137.129.179), 時間: 12/15/2011 02:03:38 ※ 編輯: tkotw 來自: 220.137.129.179 (12/15 02:04)
推
12/17 23:25, , 252F
不是有個學長做高能實驗
12/17 23:25, 252F
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