W及Z玻色子
在物理學中，W及Z玻色子（boson）是負責傳遞弱核力的基本粒子。它們是1983年在歐洲核子研究組織發現的，被認為是粒子物理標準模型的一大勝利。 W玻色子是因弱核力的“弱”（Weak）字而命名的。而Z玻色子則因是“最後一個要發現的粒子”而名。另一個說法是因Z玻色子有零（Zero）電荷而得名。 基本性質 W玻色子有兩種，分別有 +1（W+）和−1（W−）單位電荷。W+是W−的反粒子。而Z玻色子（Z0）則為電中性的，且為自身的反粒子。這三種…
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電弱交互作用
在粒子物理學中，電弱交互作用是電磁作用與弱交互作用的統一描述，而這兩種作用都是自然界中四種已知基本力。雖然在日常的低能量情況下，電磁作用與弱作用存在很大的差異，然而在超過統一溫度，即數量級在100 GeV的情況下，這兩種作用力會統合成單一的電弱作用力。因此如果宇宙是足夠的熱（約1015K，在大爆炸發生不久以後溫度才降至比上述低的水平），就只有一種電弱作用力，不會有分開的電磁作用與弱交互作用。 由於將基本粒子的電磁作用與弱作用統一的這項貢…
湯川耦合
在粒子物理學中，湯川耦合（，命名自日本物理學家湯川秀樹）是描述一純量場（或贋純量場） \phi 和一狄拉克場 \psi 在湯川勢下產生的交互作用。其具有以下形式 : ::V \approx g \, \bar\psi \, \phi \, \psi \quad（對於純量場）\qquad 或是 \qquad V \approx g \, \bar\psi \, i \,\gamma^5 \, \phi \, \psi \quad（對於贋純…
弱超荷
在粒子物理学中，弱超荷（）是一个与电荷和弱同位旋第三分量有关的守恒量子数，类比于有着盖尔曼-西岛关系的强相互作用中的超荷（它在弱相互作用中不守恒）。它通常被标记为YW，对应于规范对称群U(1)。 它是守恆的（在拉格朗日中只允許整體弱超電荷中性的項）。然而，其中一種相互作用是與希格斯場。由於希格斯場真空期望值不為零，因此即使在真空中，粒子也會一直與該場相互作用。這改變了它們的弱超電荷（和弱同位旋）。只有它們的特定組合，~Q = T_3 +…
弱相互作用
弱相互作用（又稱弱力或弱核力）是自然的四種基本力中的一種，其餘三種為强相互作用、电磁力和引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的，恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有的費米子，即所有自旋為半奇數的粒子。 在粒子物理學的標準模型中，弱相互作用的理論指出，它是由W及Z玻色子的交換（即發射及吸收）所引起的，由於弱力是由玻色子的發射（或吸收）所造成的，所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變，它是放射性的一種表…
希格斯玻色子
希格斯玻色子是因物理學者彼得·希格斯而命名。他是於1964年提出希格斯機制的六位物理學者中的一位。2013年10月8日，因為“次原子粒子質量的生成機制理論，促進了人類對這方面的理解，而且最近由歐洲核子研究組織屬下大型強子對撞機的超環面儀器及緊湊緲子線圈探測器發現的基本粒子證實”，弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯榮獲2013年諾貝爾物理學獎。 概述 本篇文章將希格斯玻色子簡稱為「希子」。 標準模型 在粒子物理學裏，標準模型是一種被廣泛接受的…
希格斯玻色子的實驗探索
希格斯玻色子的實驗探索（search for the Higgs boson）指的是從實驗中證實希格斯玻色子存在與否。這是一個極為重要的基礎物理問題。物理學者花費四十多年時間尋找它。至今為止，全世界最昂貴、最複雜的實驗設施之一，大型強子對撞機（LHC），其建成的主要目的之一就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。2012年7月4日，歐洲核子研究組織（CERN）宣布，LHC的緊湊渺子線圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻…
希格斯机制
]] 在標準模型裏，希格斯機制（）是一種生成質量的機制，能夠使基本粒子獲得質量。為什麼費米子、W玻色子、Z玻色子具有質量，而光子、膠子的質量為零？造成自發對稱性破缺，因此規範玻色子會獲得質量，同時生成一種零質量玻色子，稱為戈德斯通玻色子，而希格斯玻色子則是伴隨著希格斯場的粒子，是希格斯場的振動。通過選擇適當的規範，戈德斯通玻色子會被抵銷，只存留帶質量希格斯玻色子與帶質量規範向量場。 費米子也是因為與希格斯場相互作用而獲得質量，但它們獲得…
吴氏实验
命名，她於1956年領導團隊進行了宇稱守恆的檢驗。]] 吴氏实验是由美籍华裔物理学家吴健雄与美国国家标准局低温研究组合作进行的一项核物理学实验。这一实验的目的在于验证弱相互作用中宇称是否守恒。此前，人们已经确认电磁相互作用及强相互作用中宇称确实守恒，但弱相互作用中是否仍然守恒，尚没有实验进行验证。在宇称守恒情况下，一个系统在进行镜像变换后，其物理行为也会随之发生镜像变换。从表观来看，系统在变换后只是左右相反，其余与原来无异。而如果宇称不…
卡比博-小林-益川矩阵
卡比博-小林-益川矩阵（，CKM或KM ）是粒子物理标准模型的一个重要组成成份，它表征了顶类型和底类型夸克间通过W粒子弱相互作用的耦合强度。对二代夸克情形，它是由意大利物理学家卡比博在1963年首先给出的，通常被称为卡比博矩阵或卡比博角。1973年日本物理学家小林诚和益川敏英把它推广到三代夸克。三代矩阵含有相位，可以用来解释弱相互作用中的电荷宇称对称性破缺（CP破坏），也被经常用来解释宇宙重子数不对称。CKM矩阵在轻子中的对应是牧-中川…
中微子振荡
中微子振荡（）是一个量子力学现象，是指微中子在生成時所伴隨的輕子（包括電子、渺子、陶子）味可在之後轉化成不同的味，而被測量出改變。當微中子在空間中傳播時，測到微中子帶有某個味的機率呈現週期性變化。 理论物理学家布鲁诺·庞蒂科夫最先於1957年提出此猜想。爾後一連串的各种實驗皆觀察到此一現象。微中子振盪也是长期未解决的太陽微中子問題的解答。 中微子振荡无论对理论物理还是实验物理而言都是相当重要的。因为这意味着中微子具有非零的靜質量，这与原…
标准模型
在粒子物理學裏，標準模型（）是描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質基本粒子的理論，屬於量子場論的範疇，並與量子力學及狭义相對論相容。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萬有理論，主要是因為還沒有描述引力。 历史背景 1954年， 杨振宁和罗伯特·米尔斯划时代提出了非阿贝尔规范群理论（或称 杨-米尔斯理论）。1961年，谢尔登·格拉肖将弱力和电磁力统一起来考虑，发现电弱相互作用，…
冷核聚变
冷核聚变是指常温、常压下发生的核聚变反应的假说。冷核聚变不同于恒星内部、热核武器和实验性聚变反应堆中高温、高压的“热”核聚变，也不包括常温的μ子催化聚变（1950年代就已证实，但不具实用价值）。目前，并不存在被主流物理学共识接受的冷核聚变理论或现象。 1989年，电化学家和报告称其实验装置出现反常放热（“余热”）现象，声称其数量级无法依靠化学反应解释，唯一的可能性是核反应。两人在论文中进一步报告称，实验检测到少量中子、氚等核反应副产物。…
企鵝圖
的對比]] 企鵝圖（），又稱電弱企鵝圖（），是量子場論中一類特殊的費曼圖，在理解標準模型中的CP破壞過程時扮演重要角色。這類圖描述了夸克在電弱交互作用下透過W或Z玻色子圈改變夸克味的，之後改變味道的夸克會進行某種樹狀相互作用，通常是強相互作用。在某些情況下，比如CP破壞或希格斯機制中，若特定夸克味（如較重的夸克）的相互作用振幅遠大於其他夸克味，這類企鵝過程的振幅可能與直接樹狀過程相當，有時甚至更大。類似的圖形結構也可用於描述輕子的衰變過…
带电流
带电流（英文：Charged current）相互作用是亚原子粒子间弱相互作用的一种形式，由W+及W-玻色子传递。 这一相互作用的名字中的“带电（charged）”常常被错误地认为得名于带电的W玻色子。实际上，这一名字应源于参与相互作用的粒子。例如，带电流相互作用对于ν ee− → ν ee−弹性散射的射程所做出的贡献： \mathfrak{M}^{\mathrm{CC}} \propto J_{\mu}^{\mathrm{(CC)}}…
费米耦合常数
费米耦合常数记为G_F，是描写弱相互作用强度的一个物理常数： \frac{G_\text{F}}{(\hbar c)^3}=\frac{\sqrt{2}}{8}\frac{g^{2}}{m_\text{W}^{2}}=1.16637(1)\times10^{-5} \; \textrm{GeV}^{-2} \ . 这里g 是弱相互作用的耦合常数, 和 mW 是W玻色子的质量. 在标准模型中, 费米常数和 希格斯场真空期望值 关系是：v …