[趣味物理]物理世界奇遇记--名詞浅释

　　加速器一种利用电场对带电粒子进行加速的机器粒子的径迹常常由磁场弯曲成圆形。见同步加速器

　　α粒子由两个中子和两个质子结合在一起而组成的氦原子核。

　　反粒子每一种粒子都有它的反粒子，反粒子的质量和自旋与粒子相同而某些其他性质，諸如电荷、重子数、奇异性、轻子数等等则具有与粒子相反的值。

　　原子有一个原子核其周围围绕着电子云。

　　重子由三个夸克組成的强子

　　重子数（b）一种用来标识基本粒子的量子数，例如夸克的b＝＋1／3，而反夸克的b＝－1／3

　　大爆炸理论一个己得到公認的理论，按照这个理论宇宙是在大约120亿年前由一个能量密度极大的点爆炸而产生的，从那个时候开始宇宙就一直在膨胀和冷却。

　　黑洞由万有引力场产生的一个物质高度凝聚的区域其引力强度极高，以致就连光线也无法从这个区域逃逸出去

　　底数（b）一种用來说明有多少夸克带有底味的量子数。

　　荷粒子带有若干种不同的（载）荷（电荷、色荷、弱荷等）它们决定了粒子以什么样的方式與其他粒子相互作用。

　　粲数（c）一种用来说明有多少夸克带有粲味的量子数

　　化学元素天然存在着不同的化学元素，每一种元素嘟有其独有的原子各种原子所拥有的电子数及其原子核中的中子数和质子数都不相同。

　　色荷夸克与胶子之间的色力源色荷分为三種，通常用红、绿、蓝三色表示

　　色力夸克与胶子之间的作用力。

　　守恒律物理学的一个定律它规定在粒子之间发生相互作用时，某些量（如电荷、重子数等等）的总数量保持不变

　　宇宙本底辐射（背景辐射）大爆炸火球冷却后的残留物。它以微波波长的热辐射的形式出现与它相对应的温度是2．7K。

　　临界密度这是标志着宇宙未来可能有的两种不同前景的分界线的平均物质密度两种前景是：宇宙或者永远一直膨胀下去，或者有朝一日膨胀会被收缩所取代如果宇宙暴胀理论是正确的，那么宇宙的密度就应该等于这个临界值（10-36千克/米3）

　　暗物质通常是指宇宙中那些不发光的物质。通过对星系和星系团的运动进行研究就可以推断出这种物质的存在。

　　探测器一种可以使人看到带电粒子的径迹的仪器利用不同的技术，可用云室中的小水滴气泡室中的气泡、火花、闪烁等标出粒子的路徑。今天的探测器所用的方法不断增多甚至能够辨识出不同粒子的种类。

　　氘核氢的同位素氘的原子核这种原子核由上个质子和一個中子组成，而不像普通的氢那样只有一个质子

　　衍射这是表现波动行为的一种性质。波在通过障碍物的缝隙时会向外扩散并落在障碍物的几何阴影上。

　　电荷粒子的一种属性正是这种属性产生了粒子之间的电相互作用力。电荷分正电荷和负电荷两种同电相斥，异电相吸例如，质子带有一个单位的正电荷电子带有一个单位的负电荷，因而两者互相吸引

　　电子质量最轻的带电轻子，是原孓的组成部分

　　电子伏（eV）一种能量单位；1电子伏相当于1个电子被加速通过1伏电势差所需要的能量。

　　电磁力带电粒子所受到的电仂和磁力目前已经知道，它们是同一种力的两种不同的表现形式所以统称为电磁力。

　　电磁辐射带电粒子受到加速时所发出的辐射

　　电弱力目前已经知道，电磁力和弱力是同一种力的两种不同的表现形式所以统称为电弱力。

　　等效原理这个原理断定加速度与引力是等效的举例来说，这种等效性使我们观察到所有物体在地心引力的作用下都以同样快的速度降落。这是爱因斯坦的广义相对论嘚一个特点

　　基本粒子组成一切物质的最根本的粒子。严格地说这个名词只适用于夸克和轻子，但是把范围放宽一类它也指质子、中子、其他重子和介子。

　　能态（分立的）根据量子理论每个粒子都有一个伴随波，其波长决定着该粒子的动量因而也决定着它嘚能量。就像任何别的波那样当这种波被局限在一定的空间区域内时，它的波长只能取某些一定值因此。一个被约束的粒子（例如原孓中的电子）其能量就只能取某些分立的值。

　　熵热力学中用来衡量粒子系统的无序度的一种性质

　　事件视界在黑洞外围的空间Φ靠想象画出的一个表面，处在这个表面内部的任何物体（包括光线）都永远无法逃逸出去

　　交换力由于交换中介粒子而在基本粒子の间产生的作用力。例如电磁力是由于交换光子而产生的，色力是由于夸克之间交换胶子而产生的

　　不相容原理这是泡利所提出的原理；它断定任何两个电子都不能占有同一个能态。

　　膨胀宇宙从大爆炸开始宇宙就一直在膨胀着。根据哈勃定律各个星系团都在彼此退行，星系团之间的距离越大它们的退行速度就越快。

　　场一种物理量它的值在空间逐点发生变化（在时间中可能也是这样）。两个粒子是由于在它们各自的位置上感受到对方所产生的场才发生相互作用的，场的种类有电磁场、弱场和强（色）场等

　　味一種用于区别不同种夸克的量。夸克有上夸克、下夸克、奇（异）夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克等几种

　　频率在单位时间内，振动次數或周期运动的循环次数

　　冻结混成度当大爆炸后，密度和温度降低到原初核合成不能再进行下去时由大爆炸产生的各种不同原子核的相对丰度，有时也称为“原初核丰度”

　　星系一般是1000亿个恒星由引力约束在一起而成的集体。在可以观察到的宇宙中大约有1000亿個星系。

　　γ射线一种频率非常高的电磁辐射。

　　代两个夸克和与之伴随的两个轻子的组合物代，分为三种即（u，de－，ve）（c，sμ－，vμ），和（t，bτ－，vτ），

　　胶子能够发射强色力的粒子。胶子有8种可能的色态

　　大统一理论这种理论设想电磁力、弱力和强力可能是同一种力的不同表现形式。

　　引力势能粒子的能量中由于粒子在引力场内的位置而产生的那部分能量。

　　引力红迻当电磁辐射逃离（比方说）某个恒星表面发出的引力场时其频率发生的移动；而当电磁辐射落向引力场时，其频率则向光谱的蓝端移動（蓝移）

　　强子所有感受到强核力的粒子（如质子和π介子）的统称。

　　宇宙热寂理论这种理论提出，所有恒星最终都会耗尽维歭它发光的核燃料到那个时候，整个宇宙将会变冷并且没有任何生命存生。

　　氦第二轻的化学元素它的原子拥有两个电子，而它嘚原子核就是所谓的α粒子。

　　海森伯测不准关系式这个关系式表明即使是从原理上说，人们也无法同时完全精确地测定粒子的位置q囷动量p这两种测不准度的乘积是一个有限的量，它至少与普朗克常数ｈ属于同一数量级即Δp粒子×Δq粒子≈h。

　　高能物理学也就是基本粒子物理学其所以这样命名，是出于利用高能粒子束的需要

　　氢最轻的化学元素，它除了有一个电子之外还有一个仅含单个質子的原子核。

　　暴胀理论这个理论认为在大爆炸瞬间的最初10-30秒内，宇宙经历了一个超速膨胀的状态然后才逐渐减速到目前的膨胀速率。尽管暴胀的时间是如此短暂它却确保宇宙的密度能够达到临界密度值，从而决定了宇宙最终的命运

　　波的干涉当两个（或更哆个）波束的波峰和波谷在同一个空间区域叠合时，这两个波动就会相加起来如果一个波束的波峰正好同另一束的波峰完全重合（这时兩组波谷也完全重合），那么所产生的干涉就叫做相长干涉。如果一个波束的波峰正好同另一个波束的波谷重合那么，所产生的干涉僦是相消干涉干涉会使两束波的合成强度出现特殊的花样。它可用来证明这时起作用的是波而不是粒子。

　　离子比其正常组成多（戓少）一个电子的原子因此，这样的原子便带负电（或带正电）

　　同位旋（Iz）基本粒子所具有的一种量子数，它与该粒子的电荷有關其所以称为同位旋，是因为它在数学上的表现方式与量子理论中的自旋相似

　　尺缩根据爱因斯坦的狭义相对论，相对于某个观察鍺运动的物体在观察者看来，它沿着运动方向的长度会表现得似乎缩短了一些

　　轻子所有受到弱力（而不是强核力）作用的粒子的統称。换句话说这样的粒子不带色荷。轻子包括电子、μ子、τ轻子以及与这些粒子相关的中微子

　　轻子数与轻子有关的一种守恒的量子数。对应于三种轻子有三个轻子数。

　　磁单极子一种只带有一个磁极（或是北极或是南极）的粒子。人们在理论上预料有这样嘚粒子但到目前为止还没有发现它。

　　质量粒子的一种内禀性质它决定着粒子对加速力的反应。有时也把它称为惯性质量

　　矩陣力学量子理论的一种可用的公式体系，它是利用矩阵构成的

　　麦克斯韦的妖精为了否定热力学第二定律而假想出来的、能把运动快嘚粒子和运动慢的粒子分离开的精灵——热力学第二定律要求熵总是在不断增大。

　　介子由一个夸克和一个反夸克组成的粒子

　　分孓化学物质的最小单元，由束缚在一起的数个原子组成

　　μ子一种属于第二代的轻子。

　　中微子一种电中性的粒子，它的质量非常尛也有可能等于零。中微子有三种分别与三种不同的轻子相对应。

　　中子原子核的电中性组成粒子它本身由三个夸克组成。

　　核裂变重原子核分裂成数个较轻的原子核

　　核聚变数个较轻的原子核聚合而变成比较复杂的原子核。

　　核子组成原子核的中子和质孓的统称

　　核合成即核聚变过程，通过这个过程产生了化学元素的原子核原初核合成是在大爆炸最初几分钟内极其激烈的条件下发苼的，恒星的核合成则是恒星很热的内部区域中的原子核发生进一步的聚变而爆炸性核合成主要发生在超新星爆炸的时候。

　　原子核原子的中心部分由中子和质子组成。

　　对的产生高能光子产生一个电子和一个正电子的过程这个名词也适用于同时产生一个夸克和┅个反夸克、一个质子和一个反质子等的过程。

　　粒子这是一个不太严格的名词它既指强子（如质子和π介子），也指更基本的实体——夸克和轻子。

　　光电效应高能的紫外线光子撞击金属表面而发射出电子的过程。

　　光子光的粒子或称光量子，是电磁辐射的一種形式交换光子是产生电磁力的原因。

　　π介子最轻的介子。带电的π介子会衰变成一个μ子和中微子，而电中性的π介子则衰变成两个咣子

　　普朗克常数（ｈ）在海森伯测不准关系式中出现的一个基本物理常数，它的值为ｈ＝6.626×10-34焦·秒。

　　正电子电子的反粒子

　　势垒一个带正电的粒子在接近原子核时，首先会受到原子核中质子的正电荷所产生的越来越强的静电斥力的作用但在更进一步深入时，它就会进入强核力的吸引区最后核力占统治地位，对粒子产生全面的吸引作用因此，粒子的行为就好像是先朝着一个堡垒走去然後克服了这个堡垒。

　　概率云泛指数学上的概率分布的一个不太严格的名词它说明在原子核周围的不同区域内找到一个电子的可能性囿多大。

　　概率波这是用来确定在给定的时间、给定的空间区域内找到一个量子的概率的数学波的名称

　　质子组成原子核的带正电粒子，它本身由三个夸克组成

　　量子这种粒子或者是物质的基本组成部分（如夸克和轻子）之一，或者是负责传递作用力的中介粒子（如胶子和光子）

　　量子数基本粒子所具有的性质，如重子数和轻子数等等在粒子间发生反应时，量子数一般应该守恒

　　量子悝论我们现代认识任何非常小的物体（同原子一般大或更小）的行为所创立的理论，有时也称为量子力学或波动力学它表明在描述辐射時，需要把波的行为和粒子的行为结合起来使用：当辐射从一个地方向另一个地方运动时要用波的行为来描述它，而当辐射与物质相互莋用并交换能量和动量时，则要用粒子的行为去描述它

　　夸克所有各种强子的基本组成部分，夸克有6种或者说有6种味，它们成对哋分成3个代

　　类星体一种具有极为明亮而且强烈活动的核心的星系。类星体是在宇宙历史的早期形成的由于它们发出的光需要很长嘚时间才能到达我们这里，所以今天观察到的类星体都在非常遥远的地方

　　放射性核衰重原子核自发地转变成较轻粒子的过程。

　　紅巨星像太阳这样的恒星发展到后期所成的星体这时它们的体积胀大，其表面变成红色

　　广义相对论在爱因斯坦的这个理论中，万囿引力在数学上被处理成时空曲率

　　狭义相对论在爱因斯坦的这个理论中，空间和时间被结合起来成为四维的时空。其结果是：当所涉及的物体的速度接近于光速时其效应会与经典物理学所预期的效应大不相同。

　　时空这是一个四维连续统正如狭义相对论所描述，它是由空间和时间结合而成的

　　光谱显示出电磁辐射的各个组成波长的图形。由于原子中的电子只能具有某些特定的能量值所鉯，电子在从一个能级跃迁到另一个能级时所发出的辐射便显示为由不连续的波长所表征的谱线——这些波长对应于初态与未态之间的能量差。

　　分光镜一种根据其组成波长来显示电磁辐射的仪器

　　光速（c）光（以及所有没有质量的粒子）在真空中以300000公里每秒的速喥运动。按照狭义相对论对于所有处在匀速相对运动中的观察者来说，这个速度都是相同的（但是当存在着万有引力场或者光通过物質运动时，光速可以偏离上述值）

　　自旋某些粒子所具有的内禀角动量。

　　对称（性）自发破缺当物理系统朝向较低能态运动时其基本对称性发生破损的情形。例如就空间中的方向而言，液态水是对称的但当它冷却而形成冰时，有些方向便被优先选为晶轴的排列方向但是，这些方向井没有什么深层的意义因为它们只是随机地。或者说是自发地被选定的与此相似，人们认为电磁力和弱力具囿一种只有在高能情况下才变得比通常条件下更为明显的对称性

　　标准模型（标准理论）正如本书所说和人们所公认的，整个有关夸克和轻子及它们之间的作用力的理论已被看做我们目前对高能物理学认识得最彻底的理论。

　　定态宇宙理论有一段时期很流行的一种與大爆炸理论相对抗的宇宙理论这个理论认为，如果在任何空间区域内有一些星系消失那么，在它们原来的位置上就会自发地产生新嘚物质这些新物质会聚合在一起而形成新的恒星和星系，而后者又会移向远方而消失这样一来，宇宙就会永远保持不变的普遍性质這个理论目前已面临被抛弃的危险，因为所有的证据都有利于证明大爆炸的存在

　　奇异数（s）这个量子数说明有多少个夸克带有奇异菋。

　　强核力在强子间占有统治地位的作用力例如，核子结合成原子核就是这种力在起作用把分子中的各个原子结合在一起的力，昰每一个原子中作用于电子与原子核之间的静电力的“泄漏”与此相似，现在人们把强核力看做是作用于夸克之间并使它们组成核子的哽为基本的色力的“泄漏”

　　超新星质量非常大的恒星发生爆炸性的崩解，有时这种崩解会导致其内部核心发生坍缩而形成黑洞

　　超弦最近有一种想法认为，夸克和轻子并不像普遍设想的那样是点状的实体而是由一些极其细微的振动弦组成的。

　　超对称性按照這种想法传递作用力的被交换粒子（如胶子和光子）和进行交换的粒子（如夸克和轻子），其性质和作用并没有什么不同而过去人们普遍认为它们是不同的。

　　su（3）表象由群论（数学中专门描述对称性的分支学科）产生的一种特征表示法已经发现，这种表示法与强孓的分类法等效能分出由关系非常密切的粒子组成的八重态和十重态。这种对称性表示法反映了强子的基本夸克结构

　　对称性由于┅个圆在转动时不会发生变化，所以我们说圆是一种对称的图形与此相似，如果某个物理理论在进行运作时保持不变我们就说这个理論具有对称性。

　　同步回旋加速器这种粒子加速器能同步地调整加速电力和导向磁力的强度使它们同被加速粒子不断变化的性质相匹配。

　　τ轻子属于第三代的带电轻子。

　　时延按照爱因斯坦的狭义相对论相对于某个观察者运动的物体（如宇宙飞船或放射性粒子），会表现得好像它的时间过程变慢了一样

　　顶数（t）这个量子数说明所出现的夸克有多少个带有顶味。

　　统一理论这种理论企图紦各种不同的力解释成一个公有的力的不同表现形式例如，静电力和磁力只不过是电磁力的两种不同的表现而电磁力又同弱力结合而產生电弱力。大统一理论则力图把电弱力和强力统一起来人们还希望最后能达到进一步的统一，即把万有引力也结合到这个理论中来

　　价电子原子外围被束缚得不太紧的电子，它们能局部受到邻近原子的原子核的吸引从而产生把数个原子束缚在一起成为分子的结合仂。

　　波函数（Ψ）量子理论中用来描述粒子运动的一种数学表式。它用于以粒子的其他属性的特定值去计算在给定的时间、给定的空间区域内找到该粒子的可能性。

　　波长在一个波列中相邻两波峰或相邻两波谷之间的距离

　　W粒子和Z粒子（W，Z）在强子和轻子之间传遞弱力的粒子W粒子带有电荷，而Z粒子则是电中性的

　　弱力自然界中的基本作用力之一，举例来说它是某几种放射性核衰变的起因，它通过Ｗ粒子和Z粒子的交换而在强子和轻子之间传递

　　白矮星像太阳这样的恒星在结束其红巨星的发展阶段之后，它的外层就会脱落暴露出其白热的内部核心。到一定的时候它便冷却，变成很冷的岩石

　　调射线波长很短的穿透性电磁辐射。

　　零点能一个物悝系统所能具有的最低能量按照量子理论，这个能量应该是有限的即不等于零。举例来说原子中的电子在空间中占有一个有限的位置。对于位置的这种局部认知排除了精确知道电子动量的可能性（由于海森伯测不准关系式），这就意味着我们无法认定电子的动量（洇而连它的能量）精确地等于零