(本科）物理学第七版16-3 守恒量、对称性和标准模型.ppt

课程主讲人：物理学第七版16-3 守恒量、对称性和标准模型物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型2一一 守恒量守恒量与对称性与对称性能量守恒能量守恒、动量守恒、角动量守恒、质、动量守恒、角动量守恒、质 量守恒、电荷守恒等在粒子领域依然成量守恒、电荷守恒等在粒子领域依然成 立立. .粒子领域特殊物理量的守恒问题粒子领域特殊物理量的守恒问题：重子：重子 数与轻子数、同位旋及宇称数与轻子数、同位旋及宇称. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型3不能发生不能发生重子数与轻子数守恒重子数与轻子数守恒可发生可发生例例 重子数与轻子数重子数与轻子数 某些粒子反应某些粒子反应，要求重子数与轻子数守恒，要求重子数与轻子数守恒. . 物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型4同位旋同位旋同位旋同位旋是粒子的性质之一是粒子的性质之一. .核力具有电荷无关性，质子与质子、中核力具有电荷无关性，质子与质子、中 子与中子及质子与中子之间的核力是一子与中子及质子与中子之间的核力是一 样的样的. .就核力性质而言，质子与中子间没就核力性质而言，质子与中子间没 有区别，因此可将质子与中子视作同一有区别，因此可将质子与中子视作同一 种粒子的两种不同状态种粒子的两种不同状态. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型5物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型6物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型7宇称宇称宏观力学规律具有空间反演不宏观力学规律具有空间反演不 变性变性，即宏观物理学中的空间，即宏观物理学中的空间 具有左右对称性具有左右对称性. .宇称宇称描述微观粒子状态的描述微观粒子状态的 波函数和它在镜子里的像的波波函数和它在镜子里的像的波 函数之间的对称性函数之间的对称性. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型8偶宇称偶宇称 经过一次空间反演，波函数经过一次空间反演，波函数 不改变符号不改变符号. . 奇宇称奇宇称 经过一次空间反演，波函数经过一次空间反演，波函数 符号改变符号改变. .强相互作用和电磁相互作用中，粒子强相互作用和电磁相互作用中，粒子 的宇称守恒；的宇称守恒； 在弱相互作用中，宇称不守恒在弱相互作用中，宇称不守恒. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型9二二 标准模型标准模型自然界的一切相互作用与自然界的一切相互作用与对称性对称性密切相关密切相关. .“对称对称”支配支配“相互作用相互作用”. .例例 能量守恒能量守恒时间时间平移对称性平移对称性 动量守恒动量守恒空间平移对称性空间平移对称性 角动量守恒角动量守恒空间旋转对称性空间旋转对称性物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型10标准模型标准模型以以对称性对称性为基础的粒子结构图景为基础的粒子结构图景. .物质的基本组成单元是三代轻子与六种物质的基本组成单元是三代轻子与六种 夸克夸克. .粒子间的相互作用通过规范玻色子传递粒子间的相互作用通过规范玻色子传递 相互作用相互作用，引力、电磁、强、弱相互作，引力、电磁、强、弱相互作 用在更高的对称性下可能统一，如弱电用在更高的对称性下可能统一，如弱电 统一统一. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介16-3 16-3 守恒量守恒量、对称性和标准模型对称性和标准模型11 在对称性的基础上讨论破缺带来的物理在对称性的基础上讨论破缺带来的物理实质实质. .物理学第七版第十六章第十六章 原子核与粒子物理简介原子核与粒子物理简介本章目录本章目录12选择进入下一节：选择进入下一节：16-1 16-1 原子核的基本性质和规律原子核的基本性质和规律16-2 16-2 粒子的相互作用及粒子的分类粒子的相互作用及粒子的分类16-3 16-3 守恒量、对称性和标准模型守恒量、对称性和标准模型16-0 16-0 教学基本要求教学基本要求