1.量子
「量子」在物理學中常用到量子的概念，量子是一個不可分割的基本個體。例如，一個「光的量子」是光的單位。而量子力學、量子光學等等更成為不同的專業研究領域。其基本概念是所有的有形性質也許是「可量子化的」。「量子化」指其物理量的數值會是一些特定的數值，而不是任意值。例如，在靜止原子中，電子的能量是可量子化的。這能決定原子的穩定和一般問題。
2.量子穿隧效應
根據量子力學，量子是正粒子和反粒子對撞後產生，如果這個情形發生在靠近因果地平的黑洞內部的話，這些量子還能有「穿隧效應」。也就是說，假設你站在一面牆旁，所有的知識都說你不可能通過這道牆，但是根據量子力學，你其實有一定的機率能憑空出現於牆的另一邊，這個機率和質量成反比，對人的質量而言，機率是零；但量子質量非常的小，因此穿隧效應便有可能發生，而穿隧粒子的能量不變，只有量子幅降低。因此，找到粒子的機率也會降低。
3.反粒子/反物質
粒子有許多型態，人類生活的空間中通常是正粒子，但其實也有「反粒子」的存在(如-正子、反緲子、反電微中子、反μ微中子、反τ微中子等)，同時也是由泰勒博士提出的。這種粒子誕生於宇宙大霹靂的剎那之間，直到10-11秒，物質的量才超越反物質。反物質基本上不會出現於地球中，因為「物質碰撞反物質會產生巨大能量」，所以要是你有一個反物質朋友，可別和他碰觸!
4.衰變
「衰變」也就是「放射性」，指元素從不穩定的原子核自發放出射線，而衰變形成穩定的元素停止放射（衰變產物）。由於一個原子的衰變是自然地發生，即不能預知何時會發生，因此會以機率來表示，假設每顆原子衰變的機率大致相同，例如半衰期為一小時的原子，一小時後其未衰變的原子會剩下原來的二分之一，兩小時後會是四分之一，三小時後會是八分之一，以此類推。
衰變類型
|
參與的粒子
|
伴隨核子發射的衰變類型：
|
|
原子核中同時放射出兩個質子的衰變類型
|
|
原子核自發地分裂成兩個或多個較小的原子核及其他粒子
|
|
原子核放射出一簇特定類型的較小的原子核或其他粒子（A1，Z1）
|
|
各種β衰變類型：
|
|
原子核吸收兩個軌道電子並放射出兩個中微子的衰變類型
|
|
原子核吸收一個軌道電子，再放射出一個正電子及兩個中微子的衰變類型
|
|
原子核中放射出兩個正電子和兩個中微子的衰變類型
|
|
同種原子核間的轉換：
|
|
激發態原子核將能量轉移至軌道電子上，軌道電子再脫離原子的衰變類型
|
|
5.自旋
「自旋」是量子力學中，粒子的自轉(非古典理論)。
名稱
|
自旋
|
列舉
|
玻色子
|
整數(0、1、2)
|
光子、膠子、希格斯玻色子
|
費米子
|
分數(1/2、3/2)
|
電子、質子、中子、微中子、夸克
|
*「複合粒子」也帶有自旋，例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。
6.干涉
「干涉」是物理學中波在空間中重疊時發生疊加從而形成新波形的現象。其明暗程度隨其在空間中位置的不同而變化，最亮的地方超過了原先兩束光的光強之和，而最暗的地方光強有可能為零，這種光強的重新分布被稱作「干涉條紋」。而當波與波相遇時，波鋒與波谷正好相疊，即「相長干涉」；但若波鋒與另一波谷交疊，則稱為「相消干涉」。
7.波粒二象性
是微觀粒子的基本屬性之一。指微觀粒子有時顯示出「波動性」（這時粒子性不顯著），有時又顯示出「粒子性」（這時波動性不顯著），在不同條件下分別表現為波動和粒子的性質。一切微觀粒子都具有波粒二象性。古典力學中，研究對象總是被明確區分為「純」波動和「純」粒子。前者典型例子是光，後者則組成了我們常說的「物質」。
8.量子相關實驗─雙縫實驗/量子抹除實驗
在量子力學裏，雙縫實驗是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種「雙路徑實驗」。在這種更廣義的實驗裏，微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑，從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移，因此產生干涉現象。一個光子，從被太陽發射出來的時間，到抵達觀察者的視網膜，引起視網膜的反應的時間，在這兩個時間之間，觀察者完全不知道發生了什麼關於光子的事。可是，從雙縫實驗可以推論出一個很值得注意的結果:假若，用探測器來探測光子會經過兩條狹縫中的那一條狹縫，則原本的干涉圖樣會消失不見；假若又將這探測器所測得路徑信息摧毀，則干涉圖樣又會重現於探測屏（量子抹除實驗:*1），這引人思維的現象將雙縫實驗的程序與結果奧妙地連結在一起。
[*1:量子抹除實驗可以用來演示量子糾纏、量子互補等基本理論。]
(此實驗亦可延伸至量子力學、多重宇宙理論─詳見第八、九章)
(有關此量子抹除實驗，詳見以下步驟：)
9.超對稱
「超對稱」是費米子和玻色子之間的一種對稱性，但至今在自然界中尚未被觀測到，大型強子對撞機將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。在大統一理論尺度，超對稱性能使規範耦合常數合一；且能提出暗物質的候選，甚至可以合理解釋所謂的「級列問題」。
10.超重力
「超重力」即超引力理論，是一種結合了超對稱和廣義相對論的場論。它們一起在超引力理論中說明超對稱是一種局域對稱性。自從超對稱的生成元龐加萊群形成超龐加萊代數十分困難開始，認為超引力是超對稱自然產生是很正常的。與其它描述引力相互作用的場論相同，超引力理論也包含著一個自旋2的量子場，它的量子就是規範玻色子引力子。然而理論中的超對稱性要求引力子場必須有一個超對稱夥伴，這個超對稱場的自旋是3/2，它的量子就是引力微子。引力微子場的個數取決於超對稱的個數。
11.額外維度
「額外維度」即「卡魯扎-克萊因理論」。假設第四個空間維度捲曲成一個半徑非常小的圓，所以粒子沿著這個軸移動短距離，就會回到起始點；粒子在回到起始點前所能行進的距離則稱作是該維度的大小，這個額外維度是一個緊集，而時空具有緊緻維度的現象則稱作是「緊化」。此外，若空間維度大過三，粒子在高能量交互作用便會改變，聽能樣便可能比設想的低，如此，層級問題必須重新定義。(詳見第十章)
12.物理對稱法則
對稱
|
解釋
|
C對稱(電荷共軛)
|
粒子變成反粒子
|
P對稱(宇稱)
|
指鏡像，即左右互換
|
T對稱(時間倒轉)
|
倒轉所有運動方向，顛倒進行
|
CP對稱
|
粒子變反粒子，且可左右調換方向
|
CPT對稱
|
粒子變反粒子，方向、運動皆顛倒
|
[*P對稱→物理性質仍相同/ T對稱→延伸-時光倒流]
沒有留言:
張貼留言