追本溯源-----讓我們談談標準模型本身

標準模型（Standard Model）是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子理論。
它隷屬量子場論的範疇，並與量子力學及狹義相對論相容。
到目前為止，幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。
但是標準模型還不是一套萬有理論，主要是因為它並沒有描述到引力。

標準模型包含費米子及玻色子——
費米子:為擁有半奇數的自旋並遵守包立不相容原理（就是我強調了很多次的一件事:沒有相同的費米子能佔有同樣的量子態）的粒子
玻色子:為擁有整數自旋而並不遵守包立不相容原理。

簡單來說，費米子就是組成物質的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力。

電弱統一理論與量子色動力學在標準模型中合併為一。這些理論都是規範場論，即它們把費米子跟玻色子配對起來，以描述費米子之間的力。

希格斯粒子 - 是慣性質量的源頭。(之前也提過他是物理學的聖杯之一，尚未被發現，又稱上帝粒子)
在眾玻色子中，目前只有希格斯玻色子不是規範玻色子。

而負責傳遞引力交互作用的玻色子——引力子則未能被包括入標準模型之中(因為這一部分的不完備而尚未成為萬有理論)。

標準模型初探:玻色子定義

玻色子（boson） 是依隨玻色-愛因斯坦統計，自旋為整數的粒子。玻色子不遵守包利不相容原理(所以允許一系統內有兩相同量子數之粒子)，在低溫時可以發生玻色-愛因斯坦凝聚。
玻色子包括：
 膠子 - 強相互作用的媒介粒子，自旋為1，有8種
 光子 - 電磁相互作用的媒介粒子，自旋為1，只有1種
 W 及 Z 玻色子 - 弱相互作用的媒介粒子，自旋為1，有3種
 引力子 (或稱重力子)- 引力相互作用的媒介粒子，自旋為2，只有1種，尚未被發現
 希格斯玻色子 - 尚未被發現(這也正是LHC的諸位物理學家最近在忙的大事業) 介子 - 由兩個費米子——夸克組成的強子。
 由偶數個核子組成的原子核。因為質子和中子都是費米子，故含偶數個核子的原子核是自旋為整數的玻色子。

物理名家:Richard.P.Feynman

費曼1918年出生，1939年畢業於麻省理工學院，進入普林斯頓大學念研究生，成為John Wheeler的學生。1942年6月獲得理論物理學博士學位。1943年進入羅沙拉摩斯國家實驗室，參加了曼哈頓計劃(發明原子彈的計畫)。同年費曼開始在康乃爾大學任教。1951年轉入加州理工學院。在加州理工學院期間，加州理工學院因其幽默生動、不拘一格的講課風格深受學生歡迎。1965年費曼因在量子電動力學方面的貢獻(費曼圖及相關研究)與施溫格、朝永振一郎共同獲得諾貝爾物理獎。之後他跟Murray Gell-Mann研究弱交互作用，1963年出版《費曼物理學講義》(知名的大眾化物理讀物，我家也有一套)，1972年獲得厄司特杏壇獎章(Oersted Medal for Teaching)。1988年2月15日，費曼與腹膜癌搏鬥十年後於加州洛杉磯與世長辭(享年69歲)。費曼先生是美國家喻戶曉的人物，更是二十世紀最傑出、也最具影響力的科學家之一。

他進入麻省理工學院就讀並在那裡他獲得學士學位，在他大學二年級時，費曼得到每一個物理課程補助，包括畢業課程—理論物理。

他在普林斯頓大學的數學和物理的研究生入學考試獲得滿分，這是前所未有的，但是歷史和英語部分卻相當差。在1942年他從普林斯頓獲得了博士學位，他的論文導師是John Wheeler。費曼的論文採用的原則是量子力學的穩定作用的問題，靈感是由對於電動力學的輪車Feynman吸收體理論的量子化的渴望，奠定基礎的「路徑積分」的方法和費曼圖，並命名為「量子力學最小作用原則」。
成就舉隅─費曼圖:
處理量子場論時的一種形象化的方法，描述粒子之間的交互作用、直觀地表示粒子散射、反應和轉化等過程。使用費曼圖可以方便地計算出一個反應過程的躍遷機率。

在費曼圖中，粒子用線表示，費米子一般用實線，光子用波浪線，玻色子用虛線，膠子用圈線。一線與另一線的連接點稱為頂點。費曼圖的橫軸一般為時間軸，向右為正，向左代表初態，向右代表末態。與時間方向相同的箭頭代表正費米子，與時間方向相反的箭頭表示反費米子。

標準模型初探:夸克補充─膠子篇

膠子是一種負責傳遞強核力的玻色子。它們把夸克捆綁在一起，使之形成質子、中子及其他強子。膠子的電荷為零，但自旋是1。它們通常假設為無質量，但可能具有大至幾百萬電子伏特（MeV）的能量。膠子是維持原子核穏定的重要一環。

在量子色動力學（QCD，是廣為接受描述強核力的理論）中，當兩顆粒子色荷互相作用時便會交換膠子。當兩顆夸克交換膠子時，它們自身的色彩亦同會時改變；膠子會攜帶發出者的反色彩以補償發出者的色變，它亦會攜帶接收者的色彩。因膠子本身有色，故它們亦能與其它膠子互相作用。


參考:WIKIPEDIA

標準模型初探:夸克

哦哦，談到夸克，我相信大家都不陌生，但這群奇妙的粒子背後仍有著不少大眾所不知的部分。
容我在此為各位現上，夸克!

夸克的自旋為1⁄2，因此根據自旋統計定理，它們是費米子(記得之前提過的半奇數自旋嗎?)。同為費米子跟輕子不同的是，夸克擁有色荷，因此它們會參與強交互作用。因為這種夸克間吸引力的關係，而形成的複合粒子，叫做「強子」。
 


在強子中決定量子數的夸克叫「價夸克」。除了這些夸克，任何強子都可以含有無限量的反夸克，及不影響其量子數的膠子。強子分兩種：帶三個價夸克的重子，及帶一個價夸克和一個反價夸克的介子。最常見的重子是質子和中子，它們是構成原子核的基礎材料。物理學家已經知道有很多不同的強子，它們的不同點在於其所含的夸克，及這些內含物所賦予的性質。而含有更多價夸克的「奇特重子」，目前仍在理論階段，它們的存在仍未被證實。

基本費米子被分成三代，每一代由兩個輕子和兩個夸克組成。第一代有上及下夸克，第二代有奇及魅夸克，而第三代則有頂及底夸克。過去所有搜尋第四代基本粒子的研究均以失敗告終(但是誰知道哪天我們就會從高能量處找到?)，又有有力的間接證據支持不會有超過三代。代數較高的粒子，一般會有較大的質量及較低的穩定性，於是它們會通過弱交互作用，衰變成代數較低的粒子。在自然中，只有第一代夸克（上及下）是常見的。較重的夸克只能通過高能碰撞來生成，而且它們很快就會衰變。

同時擁有電荷、質量、色荷及味，夸克是目前唯一一種能經受現代物理全部四種交互作用的已知粒子，這四種作用為：電磁、重力、強交互作用及弱交互作用。對於個別粒子的交互作用而言，除非是在極端的能量（普朗克能量）及距離尺度（普朗克距離）下，重力實在是小得微不足道。然而，由於目前仍沒有成功的量子重力理論，所以標準模型並不描述重力。(而包含了重力的統一理論正是目前粒子物理學家們追求的聖杯)

反夸克:
 夸克的反粒子即稱反夸克(別以為他是廢話，電子的反粒子就叫正子....)，在對應的夸克符號上加一橫作為標記。
跟一般反物質一樣，反夸克跟對應的夸克有著相同的質量、平均壽命及自旋，但兩者的電荷及其他荷的正負則相反

(參考資料:WIKIPEDIA)

標準模型初探:費米子定義

費米子:遵守費米--狄拉克統計、自旋量子數為半奇數的粒子(這個部分留待量子力學部分說明)

遵守包利不相容原理:「兩個費米子在同一個系統中永遠無法佔據同一量子態(即擁有完全相同的量子

數)」，而量子數即是描述量子系統中動力學上各守恆數的值。它們通常按性質地描述原子中電子的各

能量，但也會描述其他物理量（如角動量、自旋等）

 12 種夸克：包括上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、魅夸克 (c)、底夸克 (b)、頂夸克 (t)，及它

們各自的 6 種反粒子。

 12 種輕子：包括電子 (e-)、渺子 (μ-)、τ子 (τ-)、微中子νe、微中子νμ、微中子ντ，及對應的 6

種反粒子。

(資料來源:wikipedia)

物質基本組成入門

物質的組成，是由118種元素所組成的，目前國中生的週期表只到109種
新增的有110 Ds 111 Rg 112 Uub 113 Uut 114 Uuq 115 Uup 116 Uuh 117 Uus 118 Uuo (112以後上尚未命名)


接著，我們要再從原子解剖到更小的粒子(認真樣)


原子，並非一個球體，而框住他的球殼，正是電子(負電)的軌跡，電子以高速在上面移動，形成了一層電子雲
實際上我們並不能真正觀察到電子在其上運動。因為依據測不準原理，粒子的位置與動量不能夠同時被精準測得。
因此我們假定電子會在其軌域(殼層)上快速地出現又消失，而一個個的電子點就有如雲般籠罩著整個原子。



而中心的部分:原子核，由質子(正電)、中子(不帶電)組成，所以整體而言，原子核是帶正電的。


現在來說說電子本身吧!
它呢，約為質子質量的1/1840倍，也是目前不可再分割的基本粒子，而發生化學反應、甚至原子衰變等都
會改變軌道，甚至跟其他原子交換電子。


就是正庫倫電力的關係，造成電子圍繞在其旁邊，至於為何不會被吸引到原子核呢?
這部份則待我們談到量子力學再來詳談。


此外一點:質子與電子帶的電荷相等，且一般原子為電中性(質子電子等量)
而失去或多得電子幾個就稱為離子，具有電性。
有些氣體可以經由加溫使電子獲得足夠游離能而游離原子，離子與電子所組成之氣體便稱為電漿。