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寿命最短的基本粒子（第1页）

寿命最短的基本粒子

所谓基本粒子的寿命，就是指粒子从产生到衰变所经历的一段时间。

迄今为止，人们所知道的基本粒子已有300多种。

其中，除少数寿命特别长的稳定粒子（如光子、中微子、电子和质子）外，其他都会分别通过弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用衰变成别的粒子。

在这些会衰变的粒子中，绝大多数是瞬息即逝的，也就是说，它们往往在诞生的瞬问就已夭折。

但由于引起衰变的原因不同，不同粒子的寿命（通常指粒子静止时的平均寿命）也有巨大的差异。

通过弱相互作用衰变的粒子有20余种。

其中，π±介子的寿命大致为2．6×10{-8}秒，即ππ±介子经过一亿分之一秒就衰变成了其他秒子。

一亿分之一秒，从我们日常生活中习惯了的时间概念来讲，是不值一提的；但在微观世界里，它却不能忽视，相反倒是个不太小的数字。

在大量能自动衰变的基本粒子中，能活上一亿分之一秒的算是相当长寿的。

再来看看通过电磁相互作用衰变的粒子（共两种），它们的寿命就要短得多了。

π-介子的寿命是0．84×10{-16）秒，11介子的寿命是3×10-{19}秒。

比起π±介子来，它们的寿命竞分别要短8～11个数量级。

但要论寿命的最短，要算通过强相互作用衰变的“共振态粒子”

。

它们的伙伴特别多，占基本粒子家族成员的一半以上，共200多种。

当粒子寿命短于10{-10}S～10{-12}S时，很难在探测器中留下径迹而直接被探测到，只能通过其衰变产物的反应截面来观测。

在研究原子核的散射和反应过程中，当入射粒子能量取某一确定值时，散射或反应的截面突然变大，截面随能量的变化曲线和力学中的共振曲线完全类似，因而被称为共振态。

1953年，来自意大利的科学家费米和他的同事安得森在美国芝加哥大学的同步回旋加速器上做实验时，发现了质子——介子系统中的第一个共振态，但是那时候人们并未想到有这么多共振态。

1952年，美国物理学家格拉塞制成了世界上第一台氢泡室，在乙醚泡中显示了宇宙射线中粒子的径迹。

这以后有好几个物理研究组开始将泡室用于高能物理研究，不断研究和发展泡室技术。

阿尔瓦雷斯发展了氢泡室技术和数据分析方法，首次把这类粒子命名为“共振态”

，大大促进了粒子物理学的发展，从而在1968年获得了诺贝尔物理学奖。

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