光合作用质子动力势(光子和质子相互作用)

光子和质子相互作用

1。电子也有正电子，质子中子有夸克组成，夸克也有电。电子的运动位置不可测，在核外也不是圆周运动，只能用电子云说明。

2。电磁场是一种能量，能量和质量可转换。如太阳是将自身质量化为能量放出去。

一个木头有电子等的运动也放出能量，它同时也吸收外部的能量，这样木头的能量或质量就是不变的。转换公式E=mc23。电磁场其实是光子的传播，光子有很多频率，某些频率可以看见。

光子的运动位置也不可测，光子不带电，它和电子一样和夸克是一个等级的。

4。电流的流动是电子的流动，电流的速度是电磁场的传播速度，即光速。

电子的速度是电子移动的速度，这个速度是统计上的速度，因为位置不可测，速度当然不可测。

5。电子的运动产生电磁场，因为电子的速度不定，速度不同电子的质量就不同，质量的变化的部分就变成能量发出或吸收，也就是发出或吸收光子，即电磁场。6。电磁场指明了电场和磁场的结合。变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，如此循环产生电磁场。但其实就是光子运动的不同看法。7。质子和中子也运动的。

质子和电子是通过正负吸引相互作用，质子间、中子间、质子和中子间是通过强相互作用力相互吸引的8。电磁场是能量传递的方式。一个电子通过电磁场把能量传给另外一个电子，其实就是光子的发送与接受，就是电子质量的减少与增加，就是质量能量的互换。9。世界上的作用力有强相互作用力、弱相互作用力、电磁力、万有引力。

弱相互作用力和电磁力已经统一，都是电磁力。

万有引力根据相对论，只是质量和能量引起了时空的弯曲后表现出的一种加速度。

所以只有强相互作用力和电磁力，电磁力是带电体间传递光子的表现；强相互作用力是夸克间除了电荷间引力外的一种与微小距离相关的力，这种力在距离大了后几乎消失。10。电荷其实是物质间的一种作用力双方的表示。将其中一方说成带正电荷，另外一方说成带负电荷，电荷只是概念，是物质间作用 参考资料： http://www.tianya.cn/publicforum/Content/saytenya/1/1277.shtml

光子与质子中子的区别

都属于基本粒子,但是中微子属于弱作用粒子,具有超强的穿透能力,可以轻松穿透星体而几乎不衰减,比如整个地球,光子当然没有这个能力了.这俩的速度都是光速.

.中微子简介

中微子是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号ν表示.中微子不带电,自旋为1/2,质量非常轻（小于电子的百万分之一）,以接近光速运动.

粒子物理的研究结果表明,构成物质世界的最基本的粒子有12种,包括6种夸克（上、下、奇异、粲、底、顶）,3种带电轻子（电子、缪子和陶子）和3种中微子（电子中微子,缪中微子和陶中微子）.中微子是1930年德国物理学家泡利为了解释贝塔衰变中能量似乎不守恒而提出的,五十年代才被实验观测到.

中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有最强的穿透力.穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难.正因为如此,在所有的基本粒子,人们对中微子了解最晚,也最少.实际上,大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等.宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米100个.

1998年,日本超级神岗实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象,即一种中微子能够转换为另一种中微子.这间接证明了中微子具有微小的质量.此后,这一结果得到了许多实验的证实.中微子振荡尚未完全研究清楚,它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用,而且与宇宙的起源与演化有关,例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成.

由于探测技术的提高,人们可以观测到来自天体的中微子,导致了一种新的天文观测手段的产生.美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方.法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜.KamLAND观测到了来自地心的中微子,可以用来研究地球构造.

中微子有大量谜团尚未解开.首先它的质量尚未直接测到,大小未知；其次,它的反粒子是它自己还是另外一种粒子；第三,中微子振荡还有两个参数未测到,而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四,它有没有磁矩；等等.因此,中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科.

什么是中微子?

中微子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”.科学家观测它颇费周折,从预言它的存在到发现它,用了10多年的时间.

要说中微子,就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子.中子在衰变成质子和电子（β衰变）时,能量会出现亏损.物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为,β衰变过程中能量守恒定律失效.

1931年春,国际核物理会议在罗马召开,当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂,其中有海森堡、泡利、居里夫人等.泡利在会上提出,β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的,能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子,正是这种小质量粒子将能量带走了.泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子.

光子和质子相互作用的原理

重子声波振荡

在物理学中，基本粒子根据质量的大小可分为重子和轻子两类。重子是指质子、中子这样的大质量粒子，而轻子则指电子、中微子这样的小质量的粒子。

宇宙诞生的早期，温度很高，氢原子处于电离状态。在这样的宇宙中，只存在暗物质、光子以及由致密的重子和电子混合而成的一种与现在固体、液体和气体不同的第四态物质——等离子体。

最初，宇宙所有的物质和暗物质虽然在整体上是均匀分布的，但是局部地区的密度却有细小的涨落。密度稍大的地方，引力较大；密度稍小的地方，引力则稍小。暗物质比重子等普通物质重6倍，它们在自动聚团的同时，其引力也在诱使等离子体向密度较高的区域聚集。

不过，光子的存在使情况变得复杂。光子对于暗物质完全没有影响，但浓密的光子会与电子、重子耦合形成一种“等离子体—光子”流体，在等离子体中密度大的地方，虽然引力大，但光子与质子、电子相互之间又有排斥力，这样等离子体就会像被压紧了的弹簧，向外反弹。弹到一定程度后，排斥力小于引力时，引力又会把这些等离子体压缩回去。

这样引力与排斥力一压一弹，就会产生物质疏密的振荡，由于这种振荡伴随着质子等重子的聚集和扩散，所以叫重子振荡。这个原理与声音在空气中传播引起疏密振荡的原理相同，因此天文学家把重子振荡产生的波叫做重子声波。

光子的质能关系式

有光量子

光量子是由爱因斯坦提出的大胆假设,内容是：光和原子电子一样也具有粒子性，把光具有这种粒子属性叫作光量子。同普朗克的能量子一样，每个光量子的能量也是E=hν，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p=E/c=h/λ。

光子和质子相互作用的例子

你这个问题，是关于粒子的。比原子更小的粒子，就是组成原子的粒子。原子是由原子核和核外电子组成的。原子核又是由质子和中子组成的。质子和中子又是又夸克组成的。至于光子的分类，就复杂了。

你具体看看下面的文章，就懂了。

30分钟搞懂物理世界的各种粒子

——灵遁者

其实在本书第三十五章，就是介绍物理世界的粒子。题目为《粒子世界的纷繁变化，让我们目瞪口呆》。本章是第三十五章的延伸和补充内容。是为了大家更全面，和从不同分析角度来认识物理世界的这些粒子。好多朋友，会被这些粒子弄的糊涂了。

在标准模型理论里共61种基本粒子（见表）包含费米子及玻色子。费米子为拥有半奇数的自旋并遵守泡利不相容原理的粒子；玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不相容原理。简单来说，费米子就是组成物质的粒子，而玻色子则负责传递各种作用力。

62种基本粒子：

　一、轻子 （12种）{轻子主要参与弱作用，带电轻子也参与电磁作用，不参与强作用。}

01、电子。 02、正电子（电子的反粒子）

03、μ子。 04、反μ子

05、τ子。 06、反τ子

07、电子中微子。08、反电子中微子

09、μ子中微子。 10、反μ子中微子

11、τ子中微子。 12、反τ子中微子

　二、夸克 （Quark，层子、亏子） (6味×3色×正反粒子=36种)

13、红上夸克。14、反红上夸克

15、绿上夸克。16、反绿上夸克

17、蓝上夸克。18、反蓝上夸克

19、红下夸克。20、反红下夸克

21、绿下夸克。22、反绿下夸克

23、蓝下夸克。24、反蓝下夸克

25、红粲夸克。26、反红粲夸克

27、绿粲夸克。28、反绿粲夸克

29、蓝粲夸克。30、反蓝粲夸克

31、红奇夸克。32、反红奇夸克

33、绿奇夸克。34、反绿奇夸克

35、蓝奇夸克。36、反蓝奇夸克

37、红顶夸克。38、反红顶夸克

39、绿顶夸克。40、反绿顶夸克

41、蓝顶夸克。42、反蓝顶夸克

43、红底夸克。44、反红底夸克

45、绿底夸克。46、反绿底夸克

47、蓝底夸克。48、反蓝底夸克

三、规范玻色子（规范传播子） （14种）

49、引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 上夸克-上夸克

50、引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 反上夸克-反上夸克

51、磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) （反）下夸克-（反）下夸克

52、磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) 夸克-反夸克

53、阳电力型胶子 上夸克-下夸克

54、阴电力型胶子 上夸克-下夸克

55、阳电力型胶子 反上夸克-反下夸克

56、阴电力型胶子 反上夸克-反下夸克

57、光子（光量子）

58、引力子（还是一个假设）

59、W+玻色子

60、W-玻色子

61、Z玻色子

62、希格斯玻色子Higgs Boson

但细心的朋友会发现，这61种粒子里面，不包含我们经常见到的粒子。比如中子，质子，声子，引力子，空穴子等等。为什么呢？就是我们这一章要讲的。

比如说，我们经常听到“基本粒子”，那么什么是基本粒子？基本粒子是指人们认知的构成物质的最小或最基本的单位。即在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。

它是组成各种各样物体的基础，且并不会因为小而断定它不是某种物质。但在夸克理论提出后，人们认识到基本粒子也有复杂的结构，故一般不提“基本粒子”这一说法。举一个例子，前面的章节我们提到过电子。电子就是基本粒子。但现在有研究认为电子可以再分，即再分为：空穴子，轨道子，自旋子。所以从这个角度讲，电子也不是基本粒子。这就是基本粒子的说法，不再严谨了。但还是会被经常用到，所以要了解。

根据作用力的不同，基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类。在量子场论的理论框架下，这些基本粒子作为点粒子来处理。

粒子可以从不同角度去区别和研究：

大小：基本粒子要比原子、分子小得多，现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小，只有原子的十万分之一。而轻子和夸克的尺寸更小，还不到质子、中子的万分之一。

质量：粒子的质量是粒子的另外一个主要特征量。按照粒子物理的规范理论，所有规范粒子的质量为零。而规范不变性以某种方式被破坏了，使夸克、轻子、中间玻色子获得质量，即通过希格斯场，希格斯粒子获得质量。现有的粒子质量范围很大。光子、胶子是无质量的，引力子也被预言为无质量的。电子质量很小，质量为9.10953×10-28克，π介子质量为电子质量的280倍；质子、中子都很重，接近电子质量的2000倍，已知最重的粒子是顶夸克。己发现的六种夸克，从下夸克到顶夸克，质量从轻到重。中微子的质量非常小，己测得的电子中微子的质量为电子质量的七万分之一。

寿命：粒子的寿命是粒子的第三个主要特征量。电子、质子、中微子是稳定的，称为 "长寿命"粒子；而其他绝大多数的粒子是不稳定的，即可以衰变。一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子； 一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。粒子的寿命以强度衰减到一半的时间来定义。

衰变有3种：α衰变、β衰变、γ衰变。质子是最稳定的粒子，理论认为质子寿命大于10的33次方年。各位，这个数字其实比目前理论的宇宙年龄都大。

所有的基本粒子都是共振态，共振态的发现其实已经揭开了基本粒子的秘密，即所有的基本粒子都是共振态．共振态分二类，一类是不稳定的，如强子类；另一类是稳定的，如电子，中子等，它门不容易发生自发衰变。不存在绝对稳定的基本粒子，如电子在一定的条件下也会堙灭（与正电子相遇时）。产生基本粒子的外因是物质波的交汇，交汇处形成波包．内因是交汇处发生了共振，客观表现为共振态－－即基本粒子的产生。

但随着人们对于粒子物理规律认识的深入，共振态的观念已经变化。为避免不必要的含混，粒子物理学中把粒子分为两类：稳定粒子和共振态。凡是不能通过强相互作用衰变的粒子称为稳定粒子；凡是可通过强相互作用衰变的粒子称为共振态。按这个理解，共振态一定是强子，可和稳定粒子中的强子属同一层次。共振态和稳定粒子的区分在于衰变的相互作用机制不同，而不应简单地归于寿命的长短。

对称性：粒子与粒子之间具有对称性。有一种粒子，必存在一种反粒子。1932年科学家发现了一个与电子质量相同但带一个正电荷的粒子，称为正电子；后来又发现了一个带负电、质量与质子完全相同的粒子，称为反质子；随后各种反夸克和反轻子也相继被发现。

一对正、反粒子相碰可以湮灭，变成携带能量的光子，即粒子质量转变为能量；反之，两个高能粒子碰撞时有可能产生一对新的正、反粒子，即能量也可以转变成具有质量的粒子。

1932年，狄拉克关于正电子存在的预言被证实，1936年安德森因此获得诺贝尔物理学奖。1955年塞格雷和钱伯林利用高能加速器发现了反质子，他们因此获1959年物理奖。第二年又有人发现了反质子。1959年王淦昌等人发现了反西格玛负超子。这些都为反物质的存在提供了证据。莱因斯等利用大型反应堆，经过3年的努力，终于在1956年直接探测到铀裂变过程中所产生的反中微子。他因此获 1995年物理学奖。总之每一种粒子，都有它的反粒子。

自旋：粒子还有另一种属性—自旋。自旋为半整数的粒子称为费米子，为整数的称为玻色子。首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 与 Samuel Goudsmit 三人所为。然而尔后在量子力学中，透过理论以及实验验证发现基本粒子可视为是不可分割的点粒子，是故物体自转无法直接套用到自旋角动量上来，因此仅能将自旋视为一种内在性质，为粒子与生俱来带有的一种角动量，并且其量值是量子化的，无法被改变（但自旋角动量的指向可以透过操作来改变）。

双重属性：微观世界的粒子具有双重属性粒子性和波动性。描述粒子的粒子性和波动性的双重属性，以及粒子的产生和消灭过程的基本理论是量子场论。量子场论和规范理论十分成功地描述了粒子及其相互作用。

所以来说说他们的种类：

强子：强子就是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克组成，已发现的夸克有六种，它们是：顶夸克、上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。其中理论预言顶夸克的存在，2007年1月30日发现于美国费米实验室。现有粒子中绝大部分是强子，质子、中子、π介子等都属于强子。另外还发现反物质，有著名的反夸克，现已被发现且正在研究其利用方法。奇怪的是夸克中有些竟然比质子还重，这一问题还有待研究。

轻子：轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。与玻色子和夸克不同。所有已知带电轻子都可带有一正电荷或一负电荷，似乎他们是粒子还是反粒子。

所有中微子和它们的反粒子都是电中性的。轻子共有六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子（渺子）、τ子（陶子，重轻子）三种带一个单位负电荷的粒子，分别以e-、μ-、τ-表示，以及它们分别对应的电子中微子、μ子中微子、τ子中微子三种不带电的中微子，分别以ve、νμ、ντ表示。加上以上六种粒子各自的反粒子，共计12种轻子。(所有的中微子都不带电，且所有的中微子都存在反粒子)。τ子是1975年发现的重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它的质量很重，是电子的3600倍，质子的1.8倍，因此又叫重轻子。

传播子：传播子也属于基本粒子。传递强作用的胶子共有8种，1979年在三喷注现象中被间接发现，它们可以组成胶子球，由于色禁闭现象，至今无法直接观测到。光子传递电磁相互作用，而传递弱作用的W+，W-和Z0，胶子则传递强相互作用。重矢量玻色子是1983年发现的，非常重，是质子的80一90倍。

费米子：基本费米子分为 2 类。夸克和轻子

实验显示共存在6种夸克（quark），和他们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。他们是

第一代：u（上夸克） d（下夸克）

第二代：s（奇异夸克） c（粲夸克）

第三代：b（底夸克） t（顶夸克）

另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对的构成介子，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。

轻子，共存在6种轻子（lepton）和他们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的μ子和τ子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代：

第一代：e（电子） （电中微子）

第二代：（μ子） （μ中微子）

第三代：（τ子） （τ中微子）

玻色子（英语：boson） 是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。

这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。

自然界一共存在四种相互作用，因此也可以把规范玻色子分成四类。

引力相互作用：引力子（graviton）

电磁相互作用：光子（photon）

弱相互作用（使原子衰变的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3种。

强相互作用（夸克之间的相互作用）：胶子（gluon）。

所以光子和胶子也被称为媒介子。倘若发现引力子，也会被归为媒介子。

粒子物理学已经证明电磁相互作用和弱相互作用来源于宇宙早期能量极高时的同一种相互作用，称为“弱电相互作用”。有很多粒子物理学家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）时很可能这四种相互作用全都是统一的，这种理论称为“大统一理论”。但是因为加速器能够达到的能量相对普朗克尺度仍然非常的低，所以很难验证而大统一理论主要的发展方向是超弦理论。

胶子是强相互作用的媒介子，带有色与反色并由于色紧闭而从未被探测器观察到过。不过，像单个的夸克一样，它们产生强子喷注。在高能态环境下电子与正电子的湮没有时产生三个喷注：一个夸克，一个反夸克和一个胶子是最先证明胶子存在的证据希格斯粒子。

希格斯粒子（Higgs）粒子物理学家们认为希格斯粒子与其他粒子的相互作用使其他粒子具有质量。相互作用越强质量就越大。希格斯粒子本身质量极大，但加速器能量还无法达到，而理论的计算也比较困难。物理学家们于2012年7月发现了希格斯粒子。

标准模型预言存在一种中性希格斯粒子：H。但是也有很多科学家提出其他的可能性。

基本粒子的结构、相互作用和运动转化规律的理论，它的理论体系就是量子场论。按照量子场论的观点，每一类型的粒子都由相应的量子场描述，粒子之间的相互作用就是这些量子场之间的耦合，而这种相互作用是由规范场量子传递的。

20世纪30年代以来，基本粒子理论在实验的基础上有了很大进展。在粒子结构方面，人们已经通过对称性的研究深入到了一个层次，肯定了强子是由层子和反层子组成的，对真空特别是对真空自发破缺也有了新的认识。在相互作用方面，发展了可描述电磁相互作用的量子电动力学，发展了能统一描述弱相互作用和电磁相互作用的弱电统一理论，可用于描述强相互作用的量子色动力学。它们无一例外都是量子规范场理论，并且都在很大程度上与实验一致，从而使人们对各种相互作用的规律性有了更深一层的了解。

基本粒子理论在本质上是一个发展中的理论，它在许多方面还不能令人满意。其中有两个具有哲学意义的理论问题尚待澄清，即：层次结构问题（见物质结构层次）和相互作用统一问题(见相互作用的统一理论)。

在物质结构的原子层次上，可以把原子中的电子和原子核分割开来；在原子核层次上，也可以把组成原子核的质子和中子从原子核中分割出来。可是进入到"基本粒子"层次后，情况有了变化。这种变化在于强子虽然是由带"色"的层子和反层子组成的，但却不能把层子或反层子从强子中分割出来。这种现象被称为"色"禁闭。于是，在"基本粒子"层次，物质可分的概念增添了新的内容。可分并不等于可分割，强子以层子和反层子作为组分，但却不能从强子中分割出层子和反层子。"色"禁闭现象的原因至今还未能从理论上找到明确答案。80年代已知的层子、反层子已达36种，轻子、反轻子已达12种，再加上作为力的传递者的规范场粒子以及 Higgs粒子，总数已很多，这就使人们去设想这些粒子的结构。物理学家们对此已经给出许多理论模型，但各模型之间差别很大，还很难由实验验证和判断究竟哪个模型正确。

基本粒子的概念也在随着物理学的发展而不断的变化着，人们的认识也在朝着揭示微观世界的更深层次不断地深入。

“基本粒子”的“祖孙”三代

从汤姆孙发现电子到1932年发现中子，人们认识到质子、中子、电子和光子可以称为基本粒子。当时一度认为一切都已搞清楚：质子和中子构成一切原子核；原子核和电子则构造了自然界的一切原子和分子，而光子仅仅是构成光与电磁波的最小单元。然而好景不长，对物质结构的这样一种“圆满”的解释并没能持续多久，人们很快发觉当时所发现的基本粒子不能圆满地解释核力。所以研究不断深入，发现了更多的粒子。总共有三代。

第一代：日本物理学家汤川秀树（1907～1981年）大胆假设，很可能还有未曾发现的新粒子。汤川秀树认为，就像电磁相互作用是通过交换光子而实现的那样，核力是通过核子间交换一种介子而实现的。他还估算出了这种粒子的质量大约是电子质量的200倍。两年之后，美国物理学家卡尔·戴维·安德孙（1905～年）在宇宙射线中发现了一种带电粒子，它的质量是电子的200倍左右，被命名为“m（缪）介子”。理论预言的成功使人们倍感欣慰，但进一步的考察却令人十分扫兴。因为这种m介子根本不与核子相互作用，很明显，它不可能是汤川秀树所预言的粒子。

1947年，巴西物理学家塞色，M·G·拉帝斯等人利用核乳胶在宇宙射线中又发现了一种介子——p介子。p介子的性质完全符合汤川秀树的预言，能够解释核力。实际上，“m介子”不是介子而是一种轻子，所以将m介子称为“m 子”。到1947年，人们认识的粒子已达14种之多。其中包括当时已发现的光子(g),正负电子（e±),正负m 子（m ±)，三种p介子（p±，p0），质子（p）和中子（n）10种；另外4种就是1956年在实验室中被发现的正反电子中微子、反质子和反中子。

这14种粒子各有用武之地，其中质子、中子和电子构成一切稳定的物质；光子是电磁力的传递者，p介子传递核力，中微子在b衰变中扮演不可缺少的角色（b衰变是原子核自发地放射出电子或正电子，或者俘获原子内电子轨道上的一个电子，而发生的转变）；而m子则在宇宙射线中出现。以上这些就构成了第一代粒子。

第二代：稳定的秩序似乎并没有维持多久，“完满”的旧理论很快就被一系列新的疑问所冲破。在发现p介子的1947年，人们利用宇宙射线在云室中拍下了两张有V字形径迹的照片，衰变产物是p±介子和质子（p）。这两种径迹不能用任何当时已发现的第一代粒子来解释，于是人们很自然的想到，这一定是两种未发现的粒子衰变所形成的。在之后的几年里，人们拍摄了十多万张宇宙射线照片，终于发现了这两种不带电的新粒子。其中一个质量为电子质量的1000倍，被叫做“k0介子”；另一个约为电子质量的2200倍，称为 l粒子（读“兰布塔”）。我们称它们为第二代粒子，这是因为它们有两个明显的特点：(1) 产生快，衰变慢；(2) 成对（协同）产生，单个衰变。这些特点用过去的理论是无法解释的，所以又称它们为“奇异粒子”。

为了对这些奇异粒子进行定量研究，光靠宇宙射线是不够的。50 年代初，一些大型加速器陆续建成，使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核，以研究奇异粒子。

到1964年人们又陆续发现了一批奇异粒子，使人们发现的粒子种类达到了33种。这些奇异粒子统称为“第二代粒子”。

第三代：如果我们把已发现的30多种粒子按它们的稳定程度来分类，那么其中有的粒子是稳定的，例如质子、电子等；有的粒子却要自发地衰变成其它粒子，例如m±、p±、π0、k0、λ0等。它们衰变的时间一般在10-20 ～10-16秒或大于10-10秒，分别属于电磁作用衰变和弱作用衰变。

到了60年代，由于加速器的能量逐步提高和高能探测器的迅速发展，在实验上也发现了衰变时间在10-24～10-23秒范围的快衰变粒子，其衰变属强作用衰变。这些粒子被称为“共振态粒子”，也称“第三代粒子”。由于它们的出现，使粒子种类猛增到上百。

粒子之间存在着相互作用，有强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用，其中引力相互作用非常弱，可以忽略。通过这些相互作用，产生新粒子或发生粒子衰变等粒子转化现象。按照参与相互作用的性质将粒子分成以下几类：①规范粒子。即传递相互作用的媒介粒子，已发现的有传递电磁作用的光子和传递弱作用的W、Z粒子。

②轻子。不直接参与强作用可直接参与电磁作用和弱作用的粒子，已发现的有电子、μ子、τ子和相伴的电子中微子ve、μ子中微子、τ子中微子及它们的反粒子共12种。

③强子。直接参与强作用，也参与电磁作用和弱作用的粒子。其中自旋为整数的强子称为介子，自旋为半整数的强子称为重子。强子的数目众多，其中大部分是通过强作用衰变的粒子，其寿命极短，是不稳定的粒子，就是上面提到的共振态。

各种粒子分别有各自的内禀性质，在上面已经说明了一些。有粒子的质量m（静质量，以能量表示）、寿命τ（平均寿命，指静止系的平均寿命）、电荷Q（以质子的电荷为单位）、自旋J（以为单位）、宇称P、同位旋I、同位旋第3分量I3、重子数B、轻子数Le、、Lr、奇异数S、粲数C 、底数d等等。所以其实关于粒子的认识要深入是非常复杂的。

在现有实验的精度下，轻子的行为类似点粒子，没有显示出具有内部结构，而强子显示是复合粒子，具有一定的结构。按照现代粒子物理的观点，介子由一对正反夸克构成，重子由3个夸克构成，轻子和夸克属于同一层次。

介子是自旋为整数、重子数为零的强子，参与强相互作用。介子类包括带正负电的以及中性的π介子，带正负电的以及中性的κ介子，和发现的η介子。介子的静态质量介于轻子和重子之间，所以取名为介子，介子的自旋量子数为零。

写道这里，我给大家做一个总结：物理世界目前发现的粒子，总数量已经超过400了。所以远远多于标准模型所列出的61中基本粒子。现在基本粒子的提法也不严谨了。但我们还是按照物理学发展的体系来给大家总结。

先说基本粒子，基本粒子一般分为两大类：费米子和玻色子。是根据自旋性质来划分。所有粒子，包含复合粒子也可以根据这个性质划分。

费米子呢，又可以分为两大类：夸克和轻子。而这 2 类基本费米子，又分为合共 24 种味 (flavour)：12 种夸克：包括上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲夸克 (c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。 12 种轻子：包括电子 (e)、渺子 (μ)、陶子 (τ)、中微子νe、中微子νμ、中微子ντ，及对应的 6 种反粒子，包括 3 种反中微子。中子、质子：都是由三种夸克组成，自旋为1/2。夸克：上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲(càn)夸克 (c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。

轻子（lepton）是指不参与强相互作用的自旋为 ћ/2 的费米子。轻子包括电子、μ子、τ粒子和与之相应的中微子（νe、νμ和ντ以及它们的反粒子）。电子e－、μ－和τ－粒子的质量分别为0.51兆电子伏、105.66兆电子伏和1,776.99兆电子伏，它们都带有一个单位的负电荷。它们的反粒子e+、μ+和τ+带有一个单位的正电荷。中微子及其反粒子不带电，是中性粒子，近年来实验结果表明中微子具有非零的静质量。

轻子家族的粒子有六种味,它们具有以下两个重要性质：

(1)轻子不参与强力的相互作用,只受电磁力和弱力的影响;

(2)轻子数守恒,即轻子只能以粒子反粒子成对地产生或湮灭,总的轻子数(轻子数目减去反轻子数目)在已知的一切物理过程中保持不变。轻子参与的所有弱相互作用和电磁相互作用过程中，发现存在一个守恒的量子数，称为轻子数。电子e－、μ－和τ－粒子的轻子数为+1，相应的反粒子的轻子数为－1。对所有的反应过程，轻子数的代数和在反应前后不变，并且电子轻子数、μ子轻子数和τ子轻子数也分别保持不变。与电荷守恒不同，电荷守恒与电磁相互作用相联系，而轻子数守恒没有已知的相互作用为根据，只是实验上发现它总是守恒。

已知的六种味的轻子成对出现,每一对包括一种荷电轻子和一种被称为中微子的中性轻子。

再说玻色子。玻色子是遵循玻色-爱因斯坦统计，自旋量子数为整数（0，1，……）的粒子，比如介子、氘核、氦-4等复合粒子以及希格斯粒子、光子、胶子、和Z等基本粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。

按照结构，可以分成基本粒子和复合粒子。基本玻色子有传递基本相互作用的胶子、光子、Z、引力子以及给其他基本粒子提供质量的希格斯粒子。复合玻色子由偶数个费米子组成，常见的有介子、氘核、氦-4等。按照自旋和宇称量子数，可以分成标量、赝标量、矢量和轴矢量粒子等。胶子-强相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为1，有8种。

光子-电磁相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为1，只有1种。

Z 玻色子-弱相互作用的媒介粒子，自旋量子数为1。W玻色子有两个，分别带正、负一个电子电量，质量约为80.4GeV。Z玻色子有一个，不带电，质量约为91.2GeV。

引力子-量子引力理论中传递引力相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为2，只有1种，尚未被发现。

希格斯玻色子（Higgs boson）- 又称为“上帝粒子”，在GSW电弱统一理论中引起规范对称性自发破缺并给其他基本粒子提供质量的自旋量子数为0的基本粒子，质量约为125GeV。2012年7月被欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验发现。介子- 由一个正夸克和一个反夸克组成的强子，常见的有π、ρ、K等。

氘核、氦-4等由偶数个核子组成的原子核。因为质子和中子都是费米子，故含偶数个核子的原子核是自旋为整数的玻色子。

接下来就要说到数量众多的复合粒子。复合粒子顾名思义，就是它是可以再分的粒子。不能作为点粒子。复合粒子主要是强子族粒子。包括重子，核子，超子。比如质子，反质子，中子，反中子，Δ粒子等，都是复合粒子。很多复合粒子是由夸克组合形成的。比如Λ粒子，Σ粒子，Ξ粒子，Ω粒子。

简单介绍一下。重子这一名词是指由三个夸克（或者三个反夸克组成反重子）组成的复合粒子。在这理论中它是强子的一类。值得注意的是，因为重子属于复合粒子，所以不是基本粒子。最常见的重子有组成日常物质原子核的质子和中子，与反质子、反中子合称为核子。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。

核子是质子、反质子、中子与反中子的总称，是组成原子核的粒子。它由夸克和胶子组成，属于重子。

超子是一群次原子粒子的分类，所有的超子都是重子和费米子。因此它们的自旋都是半奇数，而且都遵守数费米-狄拉克统计，他们的半衰期介于1到10秒之间。最早关于超子的研究是开始於1950年代，而到今天欧洲核子研究组织、费米国立加速器实验室、史丹佛直线加速器、布克海文国家实验室等都有在研究。

复合粒子还包含介子，其他粒子。其他粒子，在这里指原子核，奇异粒子等。

再来说说一下准粒子。准粒子的概念也经常听到。准粒子一般包含声子，激子，等离子子，电磁极化子，极子，磁振子等。准粒子一般是概念粒子，就是认为规定的粒子，本身是不存的。

比如说声子，一般指的是晶格体的振动量子化描述。声子（Phonon）是一种非真实的准粒子，是用来描述晶体原子热振动——晶格振动规律的一种能量量子，它的能量等于ħωq。

激子：在半导体中，如果一个电子从满的价带激发到空的导带上去，则在价带内产生一个空穴，而在导带内产生一个电子，从而形成一个电子-空穴对。空穴带正电，电子带负电，它们之间的库仑互相吸引作用在一定的条件下会使它们在空间上束缚在一起，这样形成的结合体称为激子。

极子的基本概念：极子即是具体的、又是抽象的，它是一个物的单位。从宏观看银河系、太阳系、地球等都是极子；从微观看分子、原子、电子、光子等都是极子；地球上的每件物体、每个生物都是极子。它们都是具有一定形状、一定体积、一定质量的物，这是极子的具体性表现。每个极子的外围部分是长短不一的极子线体，有的看得见，有的看不见，起吸引作用的都是无形的。它们确确实实地存在着，目前人类对它的认识还不够深刻，所以极子具有一定的抽象性。

好了，关于粒子就补充介绍这么多内容，其实已经够多了。而且比较枯燥，看了又容易忘。不过看了，你会形成一个印象。那就是这个世界真的好精彩。而且就像我在科普书籍《变化》中写的：其大无外，其小无内。任何一个粒子，都是抽象的。因为我们不能把它们放在手里端详，很多时候，我们在用想象力去观察它们的。进入一个小小的粒子，我们可以进入一个极大的世界。

就像一扇门很小，但进入这扇门，你发现一个更大的世界。同样从一个无比大的世界里，你进入了一个小的空间。但你永远在这个空间里。好像是循环无限的空间，能量就这样彼此交互着，所以才会有混沌理论，微扰理论等等。

我不聪明，我也不够勤奋，我其实和你们一样，我希望我聪明，我勤奋。我懂一些前辈们研究的成果。知道这两个字无比重要，只有知道了，你才会有下一步行动。不知道，就永远不知道路的方向。这对人类来说，不重要吗？

所以科普的目的，是让我了解更多。科普的目的，是让你了解更多。这样，我们就会了解更多。了解更多，人生更精彩。

摘自独立学者，科普作家灵遁者量子力学书籍《见微知著》

光子与质子量子纠缠

伴随我国第一颗量子卫星的发射，光子缠绕现象进入我的视线，这是一个崭新的问题。

电中性光子不会出现缠绕现象，相同偏电荷光子可能相聚，未必相互缠绕，只有不同偏电荷光子可能相互缠绕，相互缠绕的一定是离子形态的不同偏电荷光子！

这也解决了不同偏电荷光子的存在形态问题：正负偏电荷光子可能以离子形态对偶存在！一定数量对偶存在的偏电荷光子进一步聚集的极限形态就是中子形态，差别聚集的极限形态就是质子形态，质子、中子的进一步聚集就是不同的化学元素。

正物质星球化学元素的形成需要较多的偏正电荷光子，反物质星球化学元素的形成需要较多的偏负电荷光子，而其形成比例基本一致，所以正物质星球辐射偏负电荷光子，反物质星球辐射偏正电荷光子。同样，基于星际物质交流正物质星球输出正电荷，反物质星球输出负电荷，化学元素形成过程中正物质星球需要较多的正电荷，反物质星球需要较多的负电荷，反而形成正物质星球正电荷的相对匮乏，等量交流来的负电荷相对“充裕”，负电子成为一般电子形态，正电子难得一见，反物质星球存在相反现象。

正负偏电荷光子的跨时空缠绕是一种特殊现象，类似不同物质星球的对偶环绕，其原理我还没有想通。正负偏电荷光子可否自动产生、生成对偶聚集？也是一个谜。我们看到的光线都是相互缠绕的偏电荷光子吗？还是其中相互分离的一种？

科学是在疑问中发展的，有了持续不断的疑问，《探索集》才能继续下去。