粒子物理标准模型要点

（依所带电荷 划分）
{
带质子电荷的三分之二，上(u)、粲(c)、顶(t) 带电子电荷的三分之一,底(d)、奇异(s)、美(b)
前三种夸克比后三种夸克的电荷整整“多”一个单位，所以与轻子一样， 前三种夸克排在后三种夸克的前面，同样具有SUL（2）对称性。
统计方面：服从费米--狄拉克统计
轻子与夸克的差异： 静质量不同 颜色SU(3)对称性上的不同,也是两者最大的不同。 夸克有（红、兰、绿）三种“颜色”量子数，而轻子全是无色的。颜色SU(3) 规范相互作用是标准 模型中的强作用，因此轻子无“直接强作用”。 标准模型中，传递物质间基本的强、电磁、弱三种相互作用都是通过“交换” 相应的规范粒子实现的。 自旋为单位整数，服从玻色--爱因 斯坦统计，成为玻色子。 强作用的规范场粒子叫做胶子； 电磁作用的规范场粒子叫做光子； 弱作用的规范场粒子叫做弱玻色子。
弱玻色子： 由与味道有关的SUL(2)规范场所决定，它能引起味道的改变。根据它对‘上、 下’‘味道’的作用的不同，弱玻色子有(W+,W-,Z)共三种。 对‘颜色’全然不能区分，仅能对‘上、下味道’间有作用，由于‘味道’与 ‘电荷’紧密联系，不能说弱玻色子对电荷无作用 胶子传递的作用通常强度最大，电磁和弱作用的耦合强度原本差不 多，但是弱作用是短程的，在当今技术条件的能量尺度下，表现的强度 要比电磁弱得多。
标准模型
标准模型是涉及到当今世界技术能达到的最小尺度（10-16~10-17厘米） 的微观世界规律的理论
运动规律：“粒子”和“波动”二相性 作用量具有“最小单位”，即全都要量子化，最小单位为普朗克常数 （6.627×10-34J·S）的量。 这样小尺度下的量子化：电磁波需要粒子化，电子等粒子需要波动化
胶子、光子、弱玻色子
胶子： 由SU(3)颜色规范场所决定，胶子自己带有‘双颜色’(红兰，红绿，绿红， 兰绿，……，一共八种).‘双颜色’的胶子传递‘颜色’，仅对‘颜色’有作 用，即它在有颜色的粒子(夸克、胶子)间作用。不能区分味道、电荷。
光子： 只对带电的粒子有作用，电荷相同时，其作用完全相同，对不同的‘颜色’、 ‘味道’不能作出区分。
标准模型只是应用了三中具体的规范场


标准模型建立前夕缺少一个重要的原理性元件：规范粒子的质量怎样产生？ 希格斯机制：可以使规范场粒子得到静质量，解决了这一问题。2013年证明 了希格斯粒子的存在，也间接性的证明了希格斯机制的正确性。
用相应的希格斯场（标量粒子场）造成物 理真空的对称性破坏，实现规范粒子质量 的产生。 电弱理论
颜色禁闭 强作用可能是吸引的也可能是排斥的，但是，总会在吸引的作用下把有‘颜色’ 的客体（夸克、胶子等）拉到一起，把‘颜色’中和掉，即有‘颜色’的客体不 会长时间的单独‘生存’，都将恰当的‘紧密’复合成‘无色’的束缚态存在。 在通常情况下，难于看到有颜色的夸克和胶子单独存在，而他们总是被中和成 强子：重子、介子等。 夸克所能携带的颜色，共有三种，所以不是任何数目的夸克都能中合成无色 的客体。只有夸克和反夸克（或它们的整数倍）、三个夸克（或他们的整数 倍），夸克与胶子以及胶子~胶子适当的‘配对’等情况下可以‘中和’成 无色的客体（强子）；第一种情形为介子，第二种情形为重子。
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标准模型中的电弱理论
由于希格斯机制产生质量的方法不会破坏理论的重整性，所以标准模型完整的 建立起来。
标准模型理论概括介绍
轻子和夸克
轻子：
{
中性 带电
（依味道划分）
{
电子(e) 缪子(μ) 韬子(τ)
中性轻子称为中微子，也有三种味道，对应的有电中微子（υ e）、缪中微子 （υ μ ）、韬中微子（υ τ ）,中性轻子的电荷比带电轻子的电荷整整“多”一个单 位，因此，标准模型中在“排列”轻子时，把中性轻子"排在"带点轻子的上面， 有所谓的SUL（2）对称性。 夸克
粒子物理标准模型
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Hale Waihona Puke 组成物质的最小单元：夸克、胶子 最基本的相互作用：强作用、弱作用、电磁作用、引力作用
强作用 弱作用 电磁作用

粒子物理的标准模型
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基本粒子：轻子（电子、缪子、中微子）、强子（介子、重子） 轻子与强子的区别：轻子之间不能，而强子之间能“直接”发生强作用。 强子由种类不多的夸克做成的，而且夸克不能作为“自由粒子出现”，用专 业术语来说，夸克是被“禁闭”的，所以夸克和轻子处在同一前沿，是构成物体 的、已知的最小单元。
奠定了标准模型在物质结构方面的坚实根基
四种相互作用
电磁作用、引力作用（长程，明显不为零的强度，易于察觉） 前 放射性地发现 后 强作用、弱作用（短程，原子核的大小尺度内，强度才明显不为零，难于察 觉） 强作用的强度比弱作用大许多，从而他们分别得“强、弱”之名。 四中相互作用之中强、电磁、弱三种在相对论变换下都具有“矢量（轴矢 量）”的性质，保证了它们可能成为与时空联系起来的规范相互作用。
不断出现新类型的无穷大的情况，此时，我们不能把所出现的无穷大仅归结到 有限个观测量中去。所以重整化理论有很大的局限性，不能将所有出现的无穷 大归结到有限个测量中去的情况称之为，不可重整化理论。
重整化理论：预言能力强，理论可以达到理想的计算精度 不可重整化理论：没有重整化理论的那种能力，一般称之为“有效”理论 标准模型理论用规范场描述相互作用 数学上 非阿贝尔（强、弱 有量子间相互作用） 阿贝尔（电磁作用的 量子没有） 可重整化理论
量子力学
相对论
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量子场论：粒子物理的主要理论工具，也是粒子物理标准 模型的理论基础
重整化理论

重整化理论是量子场论的重要组成，它解决了量子理论的高阶效应的计算问 题，是理论计算的精度推进到极高的程度。 自由度无穷多 数学上的无穷大

重整化理论的做法是吧出现的无穷大归结到物理观测中去，无穷大不再出现， 从而得到确定的有限值，是理论计算变得有物理意义。 有时量子场论与相应的物理体系的理论结合，会出现随着计算阶数的增加，
量子场论：粒子物理的主要理论工具
a 相对运动的参考坐标系下
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光速不变 所有物理规律都具有相对论性
b 运动接近光速时，运动贵了的相对论性非常明显 a、b为建立量子力学和狭义相对论两个理论体系的要点。 量子力学：在研究微观“小”世界中，量子力学规律是主导 狭义相对论：在研究高速运动、粒子产生和转化方面，相对论规律显著

作用力"统一"上的尝试
引力与电磁力统一的尝试 标准模型在作用力上的统一 (只涉及强、弱、电磁作用)
失败
成功
在标准模型中这三种相互作用的形式都由具体的规范对称性规 定，因而成功的将它们相对统一起来。各种各样的力，除了引力， 都是由这些基本相互作用诱导出来的，其作用形式完全由上述基本 粒子间的“普适”的形式所决定。