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2001 年 8 月 5 日

基本粒子 (3) : 物質基本組成的探究
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 瞭解物質的組成，一直是科學家以及人類最大的願望。 19 世紀初，英國化學家道耳吞 (Daton) 推測，宇宙間存在著一種無法再分割的物質微粒，叫作「原子 (atom)」。 1897 年，科學家首度發現帶負電荷的次原子粒子 : 電子 (electron)。 1920 年，發現原子核中帶正電的質子 (proton) 。 1932 年，又發現原子核中不帶電荷的中子 (neuton) 。為了進一步瞭解原子核的結構及特性，科學家製造了巨大型高科技的粒子加速器 (上圖是 1957 年開始運作的同步輻射加速器)，將帶電粒子 (如電子或質子) 加速並與原子核正面碰撞，而在不同的碰撞能量下，出現的粒子也不盡相同。這些出現的微小新粒子大小不一，性質也不確定。目前已發現了一百多種以上的粒子，其中的一些粒子甚至還可以相互轉換。現在我們已探究到所有物質的基本組成構造可能是由上 (u) 夸克、下 (d) 夸克、魅 (c) 夸克、奇 (s) 夸克、頂 (t) 夸克和底 (b) 夸克等六種「夸克 (quark)」 (以及它們的反粒子稱之為「反夸克」) 和電子、電子微中子 (neutrino)、μ 粒子 (Muon)、μ 粒子微中子、 τ 粒子 (Tau)、 τ 粒子微中子等六種輕子(Lepton)、希格斯子 (Higgs)，以及基本粒子間交換規範粒子 (Gauge particles) 時呈現的電磁力、弱作用力、強作用力及重力等四種基本作用力所組成。至於什麼是輕子 ? 什麼是重子 ? 什麼是希格斯子 ? 它們之間又有何剪不斷的關聯呢 ? 我們將會後續再進一步介紹 !

明日主題 : 基本粒子 (4) : 輕子、夸克和介子、重子

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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