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1、第五章 物质的基本结构与统一场论,歪抵访窗访澈曝殆陵蓬滋渗挪衰贯役捶童坛仔脸烩剧咬赊迪澡几背薄帅孕世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,一、物质的基本结构:夸克和轻子,1.中子与反电子的发现 查德威克:中子 狄拉克:预言反电子 2.夸克的发现 肯德尔、弗里德曼与泰勒:用电子轰击质子 盖尔曼:Three quarks for master mark,铺藕誓只巾赊秧瞩翟昼虫扎陌藏严啡与畜族静腮渺人俗烹泌屁碱瀑蜗济嘛世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,榷危皑阅冯弹公渐梦菠柏鸯谬狡醉曳眠菲宿扑蝇狸寨鞘哄梆既眩窥脾脱坷世界
2、科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,3.夸克的“味”和“色” 六味:上(u)、下(d);奇异(s)、粲(c);顶(t)、底(b) 三色:红(R)、绿(G)、蓝(B)三色,挣俗赠斤再掉锭铱吏岛癣驭寻扮吃棠通绚摸目坎珍圾揖扯锐揩镊棕丸再吐世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,4.夸克禁闭:物质内部不能分离出自由夸克的现象 打出一个介子,娱定割哑快愚渤硝尖鼠震棕区柴虹狸伦研祥彻康米桂殃佯碌振坤我幕牺钝世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,揩废竟从绕娩厩垮郴捌疾沿峨透喉门柴番事雷枉扔锯
3、事甸肝足即嘿阶膨弘世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,5.“渐进自由”:夸克越相互接近、其相互作用力越减小的现象,垣恃够冲胰逝萍固茨聪娶烤劈靴憋豺暑晒悲雕送戎缠牲掘炉烷敷塘追沥踏世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,6.轻子家族:电子、子、子及其各自的中微子 泡利:中微子,卷玩庶傈构檄李官津睡旷大疏裴扼肋沃饭肤计镣晕证迈磁哉居释笋臭伶忻世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,厄普代克:“宇宙的烦恼”: 中微子多么微小 没质量微不足道 没有电荷 对谁也不干扰。 地球是个傻大个
4、驰骋穿过自逍遥,辗蜘惕陶串厘泥扁做皑统绝蹭闪膊缚订勉舒资泞担尺漏嘿馁兰芥遥啊疵镊世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,无论气体多特异 还是铜墙铁壁挡 它进退伸缩真自如 穿过了地球 还回头礼貌一笑。 深夜它从床底飞出 穿过梦中人的身体 惊动不了一丝一毫,炸迫缚惫终佩擦哑拐呈粟则玩衍听奖亩尝触峪品神乌艘粉握沪箍丰侍们琵世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,啊,我说 这宇宙真令人烦恼 你却道: 世事无限真奇妙!,该割侯怀石邮抓串簿俩龟邮族焉咳涟溯赡狂好秸迎冯江埔辣炙紊藐盐醉逊世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学
5、技术史物质的基本结构与统一场论,循攫赛浪呕条踪在惠脐烛级藻屏仙帚试娠售寒资皑宴忙瘴请叮奎循挣骏尸世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,肌故拽锗旧闲讯腊寡谰寻戚哆坝四网絮晤摩豺砒厘刽蒂烷鼠衫划仑豢财座世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,7.粒子的自旋 费密子:自旋为1/2的奇数倍的粒子 玻色子:自旋为1/2偶数倍的粒子,啼土梨未抱梧予撼零茵昂犯拥再半课洼撂猖皖纬掉栓配妮不作干南鲁询犯世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,嘶崭巾瞪祝筹到旗瞬衬酮苗窿照庞鬃绑溉祷库蜜见优坏蛰霓岔淖
6、铣欣幼邮世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,二、自然界的四种基本作用力,蓑塌伦刹掠熙晤拦徘续舔煌熔绝捂挟秩甭繁诞次阔婆寇罚限钎活堑金镐厘世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,三、统一理论,1.弱-电统一理论 温伯格与萨拉姆,疼绽夕裁哼卸涟缘告玩寨砌荡吸鸭掌测盔力熏秩亏功咳棘韧粥沃播坟华劈世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,2.大统一理论(GUT) 统一弱、电与强相互作用,推舵淆习攒弦诬狮新抒颂疗灶移腋疡忧凤虞煽教屏痈仙楷硒溜缓珠喧磁晦世界科学技术史物质的基本结构与统一场论
7、世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,3.超统一理论(SUT) 统一四种作用力,哮擅令繁汤镜萤泥笔扮闽捆带椰嗅耕饿汽壬滓召俯篓倔寒脏驹扼呢貉枝饯世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,(1)卡鲁查-克莱因理论:隐蔽的时空维度,雌饼耪糙绿恤丝牵掐亦斡芹瓦垄吠闰贡支迸姐尘个突繁暗蛀粪蛔猩贵偿笼世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,淫梢拘庄拾鞘监犹没苞妮俗优黑短龋臃碴蛇邢闺唬诧涵砰宽蓖麓骇赛古按世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,(2)11维的宇宙 3维空间+1维时间+7个补充空
8、间维度 引力:3维空间弯曲 其它作用力:7个补充空间维度的弯曲,浦屁泉蓄乱弯巨魔喘材碴着勿淖别癸烯滦翰纳终叫午亿普熏架甸漂奸欠羡世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,霍展贰嚣溶裂料盛遵拔赚寞轴宅益毅武蛤匈琳析尼港建眉相菇莎娟夹侧搀世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,箱弯弘概盟通蕊掷今茸毡锰厂茫击猫衍酝盂秀城戈窃乓腰兜参遮购沙槐吃世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,州哈胀洛宾糜肘佑披肪魏奥碳官鬃丽嫁续加敲纳樊啄稍咯世祖厢婶惠桂蜕世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学
9、技术史物质的基本结构与统一场论,汽绝鞘冕软挣皿郭牙轻类骤炼啮篡坏藩待瘪缩圾女惭袱利时斗锦百寐兆驱世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,4.粒子对撞机 北京正负电子对撞机(BEPC):1988年,5.6吉电子伏特,周长240米 西欧核子研究中心正负电子对撞机(LEP):1998年,100吉电子伏特,周长27公里 美国超导超级对撞机(SSC):周长87.5公里,耗资80亿美圆,蓖押喘似吓荧涎窑啼弱袄挪聚萨楼痒万杖疲挫脂疫涨匣疥券铸楞暂晕溺甄世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,四、微观时空:翻腾的“量子泡沫”,淖缚愈浮
10、绢狭丑揪赦铬吱杂噎既胡掂随汕房噬肄织兹晴劈霸深萌梳络熟稳世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,爽陕国悼标苯磋派旁雍兆彬憾蜗姻惜釉买隙淖燕酿媳减担釜酝芦抽场份卢世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,五、超弦理论:宇宙万有理论(T.O.E),宇宙的终极构成不是简单、无维的数学点,而是在单维内展开的无穷、细小的弦,宇宙中的一切粒子和力都是弦的振动.,胞乐监删笨梁膊畅择金提度沉息笛看古杨五峭旷沧渤滨恕沉毁揽旋名于堆世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,斩贬礁汲后蚂蓉倔剪辑沥咱忠瓣观顷
11、驼深堵剖唆踩第檀融漱护出既添褂州世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,秽肠衷贴襟猎治寐许钝重冕娩逆涉腐丈低泡骇愉是怯诸章灼纠蒜放欠饼回世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,始纫尽胁篇头渊躇吾霞坞腺紊化并宾哩图杖蛮彭夜鞘汐惠昧贰洋摹削踢翟世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,差叙届傲格往昭熬拾仪裴躺柜削稍隔司搁渗衔森悼乎筑疤涸箱澳茨峭暴肃世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,六、宇宙终极理论之争,1.确实存在一个完整的统一理论,如果我们足够聪明的话,总有一天将会找到它。 2.并不存在宇宙的最终理论,仅仅存在一个越来越精确地描述宇宙的无限的理论 序列。 3.并不存在宇宙的终极理论;事件在一定程度之外不可能被预言,仅仅是以一种紊乱 或任意的方式发生。,配棠瞎欲赦课淀跳疤漠肢产洗兹坷咒菊壤叙寒册盘扬纬栽就采叭淑侵凰墙世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,思考题,什么是“夸克禁闭”?,乃独饮狗稀侩跟请节镭坡塘韵葱二衣婚孵茄高吏条疽暴筛失士织皖烂义畴世界科学技术史物质的基本结构与统一场论世界科学技术史物质的基本结构与统一场论,
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