2022年A-level物理考纲新增概念，注意介子、粲夸克......重点关注！
2022年A-level物理考纲新增概念，注意介子、粲夸克......重点关注！
物理中属于粒子物理学家的一个究极问题是：世界到底是由什么构成的？
近千年来所有的物理学家（当然不要忘了各位古早年代的哲学家）都孜孜不倦为了探究物质底层结构和标准模型进行奋斗，诸位预备物理学家们自然也逃不过CIE的魔爪，在2022年A-level物理新考纲中，也新增了标准模型中的更多概念。
熟悉又陌生的粒子们
20世纪，物理学家们为粒子物理学找到了一个模型来解释“所有的一切粒子”的质量、电荷等等，这个模型也被称为标准模型。
在这个标准模型中（虽然这个模型近期受到了一些挑战），我们相信原子、甚至proton (质子)和neutron (中子)都不是宇宙中最微小的颗粒。实际上，我们目之所及的所有物质，只需要四种最基本的粒子——构成proton（质子）和neutron（中子）的up quark (上夸克)和downquark(下夸克)、充斥在原子核外的electron(电子)、以及Beta decay (贝塔衰变)中令人困惑的neutrino (中微子)。
而这些似乎都和神秘的nucleus（原子核）有着说不清的关系。
说起原子核，我们有个常见的比喻：如果原子是一个足球场的大小，那么原子核只有一粒豌豆那么大；如果把原子比喻成地球，那么原子核只有一颗柚子的大小。
就在这小小的原子核中，proton (质子)和neutron (中子)像一堆紧紧依偎在一起的刺猬，蜷缩在里面，想到这，大家有没有感觉有点不合理？因为刺猬们身披有力的尖刺外表，如果彼此依靠，肯定会让邻居和自己遍体鳞伤的呀。
proton(质子)和neutron (中子)，proton (质子)携带正电、neutron (中子)不带电，如果民主的收集意见，它们一定会互相排斥。既然聚集不是他们的本意，那么肯定有某种极其强大的作用将它们束缚在一起。这种作用在neutron (中子)和proton(质子)上的强大作用力，就是被我们称之为“Strong interaction (强互相作用力)”的基本作用力之一了。
Proton (质子)和neutron (中子)在强互相作用力的胁迫下，挤成一团、形成了原子核。并且由于proton (质子)和neutron(中子)可以感受到强互相作用力，他们的组合就得名为“Hadron(强子)”。
有趣的是，世界上的诸多粒子们，并不都能感受到强互相作用力，就像没有磁性的木头不会被磁铁吸引一样。比如原子核外的电子们，它们没有被压缩到原子核中，显然是没有收到强互相作用力的影响。
所以这种特质又是由于什么引起的呢？
夸克的世界
Proton (质子)和neutron (中子)的相同点是，它们都是由三个quark (夸克)构成的，夸克似乎就是解答强相互作用力的灵光一闪。
20世纪60年代以来，强子构成的研究方向上诞生了数位诺贝尔奖获得者，可以算得上是一个世界瞩目的题目。最后，“夸克”战胜了“艾斯”等一众粒子，成为了伫立到今天基本粒子之一。
至今为止，我们了解到的夸克一共有六位，分别是属于上型夸克的up quark (上夸克)、top quark (顶夸克)和charm quark (粲夸克)和属于下型夸克的down quark (下夸克)、bottomquark (底夸克)和strange quark (奇夸克)。
我们熟悉的、也是早就出现在考纲中的包括上夸克、下夸克和奇夸克，现在剩余的三味夸克也被添加到了背诵列表中，新加入的夸克们显然也为电量的组合问题提供了新的思路。
Meson (介子)的出现
夸克在现在的地球科技中，显然不可再分，它们小到用“尘埃”形容都很过分。而夸克组成的微不可见的proton (质子)，如果和电子相比，居然也是个庞然大物，proton (质子)的质量足足有电子的2000倍左右！
朴素的人们往往有朴素的分类方法，既然proton (质子)和neutron (中子)那么沉，不妨被称作“Baryon（重子）”，而电子和中微子轻得过分，便被称为“Lepton (轻子)”。
而“介子”这个词，就被用来称呼那些介于“重子”和“轻子”之间的粒子。
好消息是，介子并不是特别神秘，它们也是由夸克构成的。只不过构成重子需要三个夸克，而构成介子只需要一个夸克和一个antiquark (反夸克)。
坏消息是，这意味着介子也会收到强互相作用力的影响，也就是说，“强子”家族中，多了一些新成员。
到此为止，粒子大家族中，有了一些新成员：和重子有点亲戚关系的介子，和新人物反夸克。
反夸克也是antiparticle (反粒子)的一员，属于鼎鼎大名的antimatter (反物质)中的中流砥柱。宇宙诞生之初，世界上似乎就存在了数不清的物质和反物质、粒子和反粒子，不过这两种状态的东西好像关系不太融洽，一旦见面，就要爆炸，炸得啥都不剩。
从目前的情况来看，宇宙看来更偏爱物质，反物质在宇宙形成的过程中被炸得不剩多少，而我们眼前的物质在这场战役中幸存了下来，组成了世界的一切细节。至于为什么物质赢了这场仗，至今都没有恰如其分的解释行得通。
无论如何，反物质并非全部消失，某些核反应中，仍旧能看到它们。而这些反粒子，除了和粒子带电量相反之外，和普通粒子们没有丝毫差别（但要注意不能让它们接触到物质，否则一场爆炸会证明它是反粒子还是粒子）。
基础粒子
对基础粒子、也就是不可再分的构成宇宙的终极粒子，我们的好奇心从远古持续到现代，目前这个版本，有一个认可度很高的答案，也是AS物理的正确答案：轻子（电子和中微子）、夸克、以及它们的反粒子。
总而言之，新增的原子物理单词如下：
介子：由一个夸克和一个反夸克构成的粒子
顶夸克、粲夸克：带电量为+2/3e的夸克
底夸克：带电量为-1/3e的夸克
对粒子物理学、量子力学以及万有理论的探究，是物理学的永恒话题，目前为止，人类对物理学、也就是物质本质的探究还远远没到终极。至于未来会有怎样的版本更新和学术突破，就交给未来，而我们能做的是把握现在，用知识兑换未来。
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