物质结构与希格斯粒子结构「玻尔的原子结构」

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宗元123

自然界的一切物质都是由分子构成的，不同物质的分子是不相同的。分子之间存在相互作用力，称为范德瓦耳斯力，它维系物质的结构并决定物质的某些物理性质（状态、沸点、熔点等）。分子又是由原子构成的。自然界存在119种原子，它们构成了所有各种不同物质的分子。分子内或金属内原子之间也存在相互作用力，原子间的相互作用力有三种：离子键、共价键和金属键。这个力维系分子或金属的结构，并决定元素的一些化学性质。分子间与原子间的相互作用力都是电磁力（主要是静电力）。
原子也不是不可分的，它也有内部结构。原子是由原子核与围绕原子核运动的电子构成的。原子核带正电荷，电子带负电荷。原子核与电子之间存在电磁力（主要是静电力），这个力维系原子的结构。原子核又是由质子和中子构成的。质子带正电荷，中子不带电。原子核非常小，原子核中的质子间的斥力非常大，是中子、质子间的巨大的强相互作用力把它们吸引到一起。强相互作用力作用范围很小，只在原子核内起作用。强相互作用力与电荷无关，质子间、中子间、中子与质子间都存在强力。在核裂变与核聚变等核反应中，是强相互作用力起作用。由放射性又发现了弱相互作用力。放射性就是不稳定的原子核发出射线而变成新原子核,这也是一种核反应。放射性核衰变中弱相互作用力起作用。弱相互作用力的作用范围比强相互作用力的更小。
质子和中子统称重子。在宇宙射线中还发现了介子。重子和介子统称强子。强子也有内部结构，它是由夸克构成的。夸克有上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克六种，还有六种对应的反夸克。每种夸克又分别带有三种不同的色荷。所以共有36种夸克。与电荷之间有电磁相互作用力相似，色荷之间有强相互作用力。由于夸克之间有强相互作用力，所以由夸克构成的强子之间也有强相互作用力。在核反应与粒子转化中强力与弱力，都在起作用。
电子和电子中微子，μ子和μ子中微子，τ子和 τ子中微子，统称轻子。它们都有对应的反粒子，如反电子（即正电子），反 电子中微子等。因此轻子共有12种。它们也是构成各种物质的基本粒子。
自然界中存在四种相互作用力：万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。各种相互作用力都是由不同的粒子传递的。光子传递电磁力，中间玻色子传递弱相互作用力，胶子传递强相互作用力，对于万有引力目前只能假定是由“引力子”传递的。传递相互作用力的各种粒子统称规范粒子。中间玻色子有三种，胶子共8种，加上光子、引力子，规范粒子共有13种。
弱相互作用力存在于所有轻子和夸克之间，电磁力存在于带电的轻子和夸克之间。理论研究表明，电磁相互作用力和弱相互作用力是同一种力，只是在粒子的能量低于某个值（250GeV)，这个力才会分解为两个力。杨-米尔斯理论发现了中间玻色子传递弱相互作用力，但中间玻色子的质量为零。而传递弱力的粒子必须有较大的质量，这是杨-米尔斯理论的一个矛盾。海森堡等引进对称性自发破缺的理论解释弱、电力的统一和分解，取得进展，且又引入了一个新的无质量的粒子—哥德斯通粒子。希格斯提出一个新的理论模型。用杨-米尔斯理论，自发破缺理论和希格斯理论共同解释弱电统一的现象 ，获得成功。不仅消除了无质量的哥德斯通粒子，还使中间玻色子获得了质量。希格斯的理论引进了一个新的粒子-希格斯粒子。世界科学家经过半个多世纪的努力，终于在2012年7月4日，欧洲核子研究中心宣布发现了与希格斯粒子特性相同的粒子，这是物质结构理论取得的重大成果。
综上所述，规范粒子有13种，轻子有12种，夸克有36种，再加上希格斯粒子，总共62种粒子，就构成了自然界纷繁复杂、五彩缤纷的所有物质。
宇宙万物就是由这62种粒子构成的吗？为什么有这么多的轻子与夸克？它们真的没有内部结构吗？这些问题还有待于进一步去研究解决。