簡介
在粒子物理學中, 無質量粒子是一種不變質量為零的基本粒子。兩個已知的無質量粒子都是規範玻色子:光子(電磁學的載體)和膠子(強相互作用力的載體)。然而作為自由粒子,膠子從來沒有被觀測到,這是由於它們被限制在強子之中了。中微子最初也被認為是無質量粒子。然而,由於中微子在travel的時候會改變它們的flavor,所以至少兩種類型的中微子有質量。這一現象被稱為中微子振盪。也由於這一發現,加拿大科學家阿瑟·麥克唐納和日本科學家梶田隆章共同分享了2015年的諾貝爾物理學獎。
基本粒子
在粒子物理學中, 基本粒子是組成物質最基本的單位。其內部結構未知,所以也無法確認是否由其它更基本的粒子所組成。隨著物理學的不斷發展,人類對物質構成的認知逐漸深入,因此基本粒子的定義隨時間也有所變化。目前在標準模型理論的架構下,已知的基本粒子可以分為費米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規範玻色子和希格斯粒子)。由兩個或更多基本粒子所組成的則稱作複合粒子。
我們日常生活中的物質由原子所組成。過去原子被認為是基本粒子,原子(atom)這個詞來自希臘語中“不可切分的”。直到約1910年以前,原子的存在與否仍存在爭議,一些物理學家認為物質是由能量所組成,而分子不過是數學上的一種猜想。之後,原子核被發現是由質子和中子所構成。20世紀前、中期的基本粒子是指質子、中子、電子、光子和各種介子,這是當時人類所能探測的最小粒子。隨著實驗和量子場論的進展,發現質子、中子、介子發現是由更基本的夸克和膠子所組成。同時人類也陸續發現了性質和電子類似的一系列輕子,還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
規範玻色子
規範玻色子是傳遞基本相互作用的媒介粒子,它們的自旋都為整數,屬於玻色子,它們在粒子物理學的標準模型內都是基本粒子。
規範玻色子包括:
•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-引力相互作用的媒介粒子,自旋為2,只有1種
標準模型預言的另外一種玻色子——希格斯粒子,不屬於 規範玻色子。