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作者: 添加时间:2016-11-12 14:54:10 浏览:

用的场论机理   粒子是场处于激发状态的表现,因此粒子间的相互作用来自于场之间的相互作用.场之间的相互作用是粒子转化的原因.  场论对粒子间的相互作用的机理给出了清楚的图像.现在考虑自由中子的衰变过程.自由中子平均经过885.7s就衰变为质子、电子和反中微子, - n→p+eν +珔 . e   首先要问的一个问题是:自由中子为什么会衰变?:中子通过相互作用而衰变.再问:中子和什么客体的相互作用导致它会自动衰变?自然的回答是:中子和质子、电子以及反中微子相互作用的结果是自由中子的衰变.然而,当中子存在时,质子、电子以及反中微子都还不存在.而当质子、电子以及反中微子存在时,中子却已经不存在了.中子和质子、电子以及反中微子没有一个时全自动脂肪测定仪刻同时存在,它们之间又怎么能相互作用呢?  这个物理图像和物理概念上的表观上的矛盾,在场论中自然地解决了.根据场论给出的基本物理图像,回过来再看中子的衰变过程.在图6-4中,用一条线代表一种场,水平直线代表场处在基态,水平线上的隆起峰代表场的激发,表现为一个粒子.左边为真空,即所有场都处于基态的情形,右边为有一个质子和一个电子的状态.  现在来看中子的衰变过程,如图6-5.开始时,中子场处于激发状态,表现为存在一个中子,而质子场、电子场和中微子场则都处于基态,表现为

没有质子、电子和中微子(或相应的反粒子).经过中子场与质子场、电子场和中微子场之间的弱相互作用,中子场可以跃迁到基态把激发能量传过去而引起 §6. 2 7 场、粒子、真空和相互作用 1 1 图6-4 真空和有粒子存在的示意图质子场、电子场和中微子场的激发.表现为中子消失而产生了一个质子、一个电子和一个反中微子. 图6-5 中子衰变过程的示意图  图6-5是中子衰变过程的场论图像.在这个图像中,衰变过程得以发生的原因是同时重叠地存在于全空间的几个场之间的弱相互作用.正因为中子场与质子场、电子场和中微子场之间存在弱相互作用的联系,才使中子场的激发状态的改变引起质子场、电子场和中微子场激发状态的改变而表现为中子衰变过程. 四种相互作用   粒子之间存在相互作用,粒子间的相互作用是通过交换媒介粒子来实现的.不同的相互作用的区别在于媒介粒子的不同以及粒子放出和吸收媒介粒子的能力不同.  粒子间相互作用随距离减弱的行为用相互作用力程描写,力程的物理意义是相互作用的有效作用范围,相互作用力程的数值正比于媒介粒子质量的倒数: L=m .. c. 如果媒介粒子的质量用GeV为单位,力程用fm为单位,则力程的值可以由 0.197被媒介粒子的质量

去除得出:L=0.m197.  粒子放出和吸收媒介粒子的能力用相互作用耦合常数来描写,不同的相互作用的耦合常数不同,常常在数量级上有很大的差别.  现在已经发现的粒子之间的相互作用有四种.一种是电磁相互作用,它的 1  2第六章 粒子世界  2 媒介粒子是光子,一种是引力相互作用,如果引力相互作用有媒介粒子,其媒 介粒子是引力子.这两种媒介粒子的静止质量都是零,这就决定了这两种相互 作用都是长程作用,也就是作用力程等于无穷大的相互作用.相互作用的强度 随距离的增加而减弱得不快,在宏观世界中就可以观察和研究,并且在19世 纪就已经在宏观世界中研究得相当清楚了.   再一种相互作用是弱相互作用,它的媒介粒子是带正电荷和带负电荷 的W粒子和不带电的Z粒子.这三种粒子都有很重的静止质量,W粒子 的质量是质子质量的85.5倍,Z粒子的质量是质子质量的97.2倍.这就 -3 决定了弱相互作用是力程很短的短程力,其力程约为2.4×10fm

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