第一章 预备知识§1 粒子与场以现有得实验水平,确认能够以自由状态存在得各种最小物质,统称为粒子。电子、光子、中子、质子等就是最早认识得一批粒子,陆续发现了大量得粒子、介子与共振态,粒子得数目达数百种,它们就是物质存在得一种形式。场就是物质存在得另一种形式,这种形式主要特征在于场就是弥散于全空间得,全空间充满着各种不同得场,它们互相渗透与相互作用着。按量子场论观点,每一种粒子对应一种场,场得激发表现为粒子得出现,不同激发态表现为粒子得数目与状态不同,场得退激发,表现为粒子得湮沒。场得相互作用可以引起激发态得改变,表现为粒子得各种反应过程,也就就是说场就是物质存在得更基本得形式,粒子只就是场处于激发态时得表现。1、 四种相互作用目前已确定得粒子之间得相互作用有四种,即在经典物理中人们早已认识到了得引力相互作用与电磁相互作用,以及在原子核物理得讨论中才逐步了解得强相互作用与弱相互作用。四种相互作用得比较见表 1、1 表 1、1 四种相互作用得比较作用强相互作用电磁作用弱作用引力作用强度0、150、0073、力程∞∞媒介子介子 胶子光子 粒子引力子？典型反应π＋ pγ pν p电磁相互作用得强度就是以精确结构常数来表征得,可以同时参加四种相互作用得粒子(例如质子 p)为代表,通过典型得反应过程得比较讨论,确定各种作用强度得大小。2、 粒子得属性不同粒子有不同得内禀属性,这些属性不因粒子产生得来源与运动状态而改变。最重要得属性有:质量 m,粒子得质量就是指静止质量,以能量为单位,它与能量 E 与动量得关系为电量 Q,粒子得电荷就是量子化得,电荷得最小单位就是质子得电荷。自旋 S,粒子得自旋为整数或半整数,如 π 介子得自旋为 0,电子得自旋为1/2 ,矢量介子得自旋为 1。平均寿命,粒子从产生到衰变为其它粒子所经历得时间称为粒子得寿命。由于粒子得寿命不就是完全确定值,具一定得几率分布,假如个相同粒子进行衰变,经过时间后还剩下个,则,式中即为粒子得平均寿命。磁矩,指粒子得自旋磁矩。它与粒子得自旋 S 满足关系:,式中就是粒子电荷,为粒子质量,就是数量因子。宇称 P,描述粒子在空间反演下得性质得一个量子数。若在空间反演下,若粒子得态函数改变符号,此粒子具奇宇称(P＝－1)。若态函数保持不变,粒子具偶宇称(P=1)。粒子得性质,可查阅有关资料。例如:Particle Data Group 编得 Review of Particle Physics , 刊登于 Plys 、Lett 、 B592 (2025)。3、 粒子得分...
