超高能宇宙射線
在粒子天文物理中，超高能宇宙射線（，UHECR）是指能量高於1 EeV（1018電子伏特，相當約0.16焦耳）的宇宙射線，其能量遠高於其他典型宇宙射線的靜質量與能量。 極高能宇宙射線（，EECR）是能量超過5×1019 eV（相當約8焦耳）的UHECR。5×1019 eV這個值即所謂GZK極限，指的是長距離行進（約1.6億光年）的宇宙射線質子會因為宇宙微波背景（CMB）中光子的散射，導致能量有上限。因此，EECR不可能自早期宇宙就存在至…
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双光子物理学
双光子物理（Two-photon physics）（又称双伽马物理）是粒子物理学中描述两个光子间相互作用的一个分支。一般来说，光束在发生交叉时并不会发生扰动。在一些特定的光学材料中，如果光束的强度足够高，那么这些光束就可以通过一系列的非线性效应彼此影响。在纯真空的环境中，如果双光子系统的质心能量足够大，那么就会发生由光引起的较弱的光散射。另外，如果该能量高于，部分能量就会转化为新的物质。 天文学现象 由于双光子散射的原因，可观测的伽马射…
前子
前子（'），或譯作先子*，是在理论上构成夸克和轻子的亚原子粒子。这个粒子的名称首先由和阿卜杜勒·萨拉姆于1974年提出。對這模型的興趣於1980年代達到高峰，但之後其發展慢了下來，而這是因為粒子物理學的標準模型依舊最能成功地能描述觀察到的物理現象，以及沒有實驗證據顯示輕子跟夸克可能有次結構之故。前子：正電前子、反正電前子、中性前子跟反中性前子。一般假定W玻色子由六個前子組成，而夸克則以三個前子組成。 在對强子的研究中，已經觀測到了一些在…
粒子探测器
粒子探测器（），是在物理实验、原子核物理学等领域用于探测、跟踪和鉴别高能粒子的一种物理实验设备。现代粒子探测器也用于测量放射粒子的能量、动量、旋转和电荷等等。 描述 为现代粒子加速器设计的粒子探测器外部尺寸和造价都很庞大。当粒子探测器仅仅计数粒子的数目但不解析粒子的能量时，经常用术语“计数器”来代替“探测器”。如果仪器的主要目的是测量放射，通常以“放射探测器”来命名，不过由于光子同样是（极小质量）的粒子，术语“粒子探测器”仍然正确。 实…
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…
超越标准模型的物理学
超越标准模型的物理学（，缩写为BSM）是为了弥补标准模型的不足而进行的物理学研究。标准模型不能解释的现象包括质量的形成机制、强CP问题、中微子振荡、重子不对称性以及暗物质和暗能量的性质。而标准模型自身的数学理论架构也存在着的问题：标准模型与由广义相对论得到的理论模型并不兼容，以致在特定条件下，如大爆炸以及黑洞事件视界这样的时空奇点，两个模型中的其中一个甚或是两者全体会失效。 为超越标准模型已做的理论探索包括通过超对称性对标准模型进行扩展…
量子電動力學
在粒子物理學中，量子電動力學（，簡稱）是電動力學的相對論性量子場論。它在本質上描述了光與物質間的相互作用，而且它還是第一套同時完全符合量子力學及狹義相對論的理論。量子電動力學在數學上描述了所有由帶電荷粒子經交換光子產生的相互作用所引起的現象，同時亦代表了古典電動力學所對應的量子理論，為物質與光的相互作用提供了完整的科學論述。 用術語來說，量子電動力學就是電磁量子真空態的微擾理論。它的其中一個創始人，理查德·費曼把它譽為「物理學的瑰寶」，…
螺旋度
在粒子物理学中，螺旋度(英語:helicity)指的是角动量在动量方向上的投影。这里的角动量指的是轨道角动量与自旋的和。由于与位置算符及动量算符存在这样的关系： :\vec L = \vec r \times \vec p， 因而在方向上的分量为零。因此，螺旋度只是自旋在动量上的投影。这个量是守恒的。 由于自旋的轴向本征值是分立的，因而螺旋度的本征值也是分立的。对于一个自旋为的粒子，其螺旋度的本征值为，，…， −。这个粒子螺旋度的观测值…
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…
超级神冈探测器
超级神冈探测器（，可縮寫為Super-K或SK；），全名為超級神岡中微子探測實驗（），是日本東京大學在岐阜縣飛驒市的一个深达1000米的废弃砷矿中建造的大型中微子探测器。其目标是探测质子衰变以及被设计来寻找太阳、地球大气的中微子，并观测銀河系內超新星爆发。目前超级神冈的后续项目，更先进的下一代超巨型神冈探测器目前正在建設中，預計2027年開始蒐集資料。 描述 超级神冈探测器位于飞驒市神冈町的茂住矿山的地下。之所以蓋在如此深的地層中是因為…
粒子物理學
粒子物理学（英語：Particle physics），是研究组成物质和射线的基本粒子，以及它们之间相互作用的一個物理学分支。由于许多基本粒子在大自然的一般条件下不存在或不单独出现，物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们，因此粒子物理学也被称为高能物理学（英語：high-energy physics）。 亚原子粒子 现代粒子物理學的研究集中在亚原子粒子上。这些粒子的结构比原子要小，其中包括原子的组成部分如电子、质子…
GIM机制
在粒子物理中，GIM 机制（或格拉肖–李尔普罗斯–梅安尼机制）是一种压低FCNC过程（味改变的中性流过程）的机制。它是由谢尔登·格拉肖, 李尔普罗斯和卢西恩·梅安尼于1970年提出的。 GIM机制引入了第四个夸克——粲夸克，由此产生了新的振幅从而使FCNC过程的总振幅在树图水平上为零。它所引入的粲夸克在1974年由丁肇中和伯頓·里克特分别独立发现，由此证实了GIM机制。 参见 CKM矩阵 外部链接 *
位置空间与动量空间
位置空间与动量空间是物理学中一对联系紧密的矢量空间。 位置空间（或称实空间、坐标空间）是空间中所有物体的位置向量r的集合。这个空间通常是三维的。位置向量定义了空间中的一个点。如果位置向量随时间会发生变化的话，那么它就可以描绘出一个路径或一个面，如粒子的运动轨迹。 动量空间是空间中所有物体的动量向量的集合。这个空间通常也是三维的。一个物体的动量可以反映它的运动情况。无论在经典力学还是在量子力学中，动量都是非常重要的一个概念。然而，依据量子…
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…
Drell-Yan过程
德雷尔-颜过程（）产生于高能强子散射。当一个强子中的夸克与另一个强子中的反夸克湮灭，产生一个虚光子或者Z玻色子，之后衰变到一对带有相反电荷的轻子。这个过程最早在1970年由西德尼·德雷尔和颜东茂提出用来描述高能强子碰撞中的轻子-反轻子对反应。实验上，最早由J.H. Christenson等在交变梯度同步加速器实验中的质子-铀碰撞中观测到。 综述 在固定靶实验和碰撞实验中都有对德雷尔-颜过程的研究。它为描述高能核子中的组分部分子的动量分布…
载力子
力载体在量子场论中是一种能够引起其他粒子之间產生相互作用力的粒子。载力子可以充当特定物理场的量子。 載力子的質量越大，力的作用距離就越短。载力子的概念可以追溯到18世纪。 参考文献
粒子
工人需穿戴防護用具，以防止遭傷害，火花為焊接表面被加熱而飛出的金屬粒子。]] 在物質科學中，粒子（，旧称 ）為占有微小局域的物体，其可以被赋予若干物理性质或化学性质，如体积、密度或质量。 粒子在大小或数量上差别很大，从亚原子粒子（如：电子），到微观粒子（如：原子和分子），再到宏观粒子（如：粉末和其他颗粒材料）。对于亚原子粒子，在物理学中还须区分物质粒子（如电子，有静止质量）和媒介粒子（如光子，无静止质量）。 粒子也可以用来创建更大物体的…
膜宇宙學
膜宇宙學（Brane cosmology）是一個物理學上超弦理論和M理論的的分支，專門研究宇宙膜，他們認為宇宙其實是鑲在一些更高維度的膜。而它們研究那些更高維度的膜是怎們影響著我們的宇宙。 膜與體 膜宇宙學主體的想法是我們四維的宇宙是被嵌在一個高維空間（卡魯扎-克萊因理論）裡面的膜，稱為「體」(bulk)。四維以外的額外維度都是被緊緻化的，這樣的狀況底下，這個宇宙雖然包含了其他的額外維度，但是這個「體」當中，對這些額外維度沒有參考系。在…