Page 103 - 世界学

第三章 微观世界学 087

相伴生。当电子参与放射衰变这类过程时，总有中微子卷入。
轻子有三代，除电子本身外，还有比较重的叫做 μ 介子，它们除了比电子重

207 倍外，完全像是电子；还有一种甚至更重的粒子叫做 τ 粒子，它的质量接近质
子的两倍。这两种重电子各有其自己的中微子，所以轻子族有六种（三对）粒子。

虽然 μ 介子和 τ 粒子都能在粒子加速器中用能量制造或从宇宙线产生，但它们很快
衰变，转化成电子或中微子。

3. 传播子（规范粒子）
传播子也属于“粒子”。传递强作用的胶子共有 8 种，1979 年在三喷注现象

中被间接发现，它们可以组成胶子球，由于色禁闭现象，至今无法直接观测到。光
+
0
-
子传递电磁相互作用，而 W ，W 和 Z 传递弱作用。重矢量玻色子是 1983 年发现的，
非常重，是质子的 80~90 倍。
玻色子（boson）是依随玻色 - 爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。这是一类
在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，

是因为它们与“粒子”的理论杨 - 米尔斯规范场理论有很密切的关系。希格斯粒子
也是玻色子。

以上的叙述对刚刚踏入微观世界的人们来说似乎会有一种混乱的感觉，就那么
一些粒子，用了好多的名称，翻过来倒过去，不如按照我们前面说的层次来作一些

分别的介绍，可能会觉得更简洁明了。

二、质子中子层次

（一）质子

1. 发现过程
英国物理学家欧内斯特·卢瑟福 1918 年用 α 粒子轰击氮原子核，注意到在使
用 α 粒子轰击氮气时他的闪光探测器纪录到氢核的迹象。把氮气换成氧气或二氧

化碳，又观察不到闪光，这表明闪光一定是 α 粒子击中氮核后产生的新粒子透过
铝箔引起的。卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中，根据它在电场和磁场中的偏转，

测出了它的质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫做质子。卢瑟福发现质子以后，
又预言了不带电的中子存在。