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<p>欧洲核子研究中心欧洲实验室的巨型强子对撞机可能会关闭到2015年,但今年下半年仍将在那里进行大型小型同步加速器试验,这些同步加速器检测粒子衰变为电子,μ子和中微子,所有这些都属于在一个叫轻子的家庭那么什么是轻子呢</p><p>首先,让我们从基础知识开始,物质由原子组成,原子由电子和原子核组成,受电磁力束缚电子具有负电荷,质量小于原子核原子核由原子核组成</p><p>质子和中子反过来,质子和中子由称为“向上”和“向下”夸克的点状粒子组成,据我们所知,电子是基本粒子;也就是说,它们似乎是没有内部结构的点状粒子所谓的粒子物理标准模型,得到大量实验结果的强烈支持,表明材料世界被认为是由少量基本粒子构建的:夸克通过强相互作用结合在一起,例如,质子和中子轻子不参与强相互作用,只有通过电磁和弱力相互作用夸克,至少在正常情况下,只存在于束缚态轻子,另一方面,可以单独观察我们有六种不同轻子的实验证据 - 三个带负电的轻子,三个电中性最着名的带电轻子是:三个电中性轻子是中微子(ν)相关对于每个带电荷的轻子,有三种不同的中微子:对于这些轻子中的每一种,都有一个像具有相同质量但相反电荷的相关反粒子电子对每个人都很熟悉它与几乎所有原子的化学性质直接相关它是我们所知道的最小的带电粒子并且非常稳定电子的反粒子,正电子质量相同但带正电荷它是第一个被发现的反物质粒子Muons和tauons是较重且高度不稳定的电子版Muons的质量比电子大207倍,寿命为220微秒它可以被创建在地球上空不同高度的宇宙射线中,Muons占海平面宇宙辐射的一半以上,其余大部分是电子,正电子和光子</p><p>平均海平面μ子通量(或浓度)约为每平方厘米1微米</p><p>美国物理学家Carl Anderson和Seth Neddermeyer在1936年发现μ子时正在研究宇宙射线</p><p>令人惊讶的是,诺贝尔奖获得者Isidor Isaac Rabi惊呼:“是谁下令的</p><p>”1987年至1977年期间,Martin Perl和他在加利福尼亚斯坦福直线加速器中心的同事们在高能粒子碰撞实验中发现了这个tauon</p><p>这是最重要的轻子,质量约为电子质量的3,490倍,是质子的17倍</p><p>τ的寿命非常短 - 比μ子短10万倍中微子在各种相互作用中产生太阳产生数百万中微子在内部聚变反应中为它提供动力由于中微子不会电或强相互作用,它们几乎不会与任何其他粒子相互作用大多数中微子通过地球而不会与任何单个原子相互作用因为中微子在早期就大量生成宇宙很少与物质相互作用,宇宙中有很多它们中微子有很多发现小质量,比电子轻至少一百万倍,提高了中微子从未知过程中获得质量的可能性,这可能与最近发现的希格斯玻色子没有关系所有基本物质粒子都是出于某种神秘的原因而被组织成三个不同的家族第一个家族,包括电子,电子中微子和上下夸克,给我们提供质子,中子和电子形式的熟悉物质(第二和第三族的粒子不是普通物质的一部分他们存在在宇宙的第一部分中,但很快就会崩解成为第一个家族中的粒子)目前的粒子物理学理论假设轻子三个家族不超过三个</p><p>这是由于实验证据表明有三种类型的中微子,因此有三个轻子家族</p><p>一个证据来自测量的氢/氦丰度比在宇宙中当大爆炸的原子核形成过程(核合成)被模拟时,中微子的类型数量会影响氦的丰度</p><p>观察到的丰度与三种类型的中微子一致尽管它的成功,

作者:许馇