【深造物理】認識粒子的標準模型
當你喝著奶茶、看著手機,會不會想起:這些日常的一切,其實都由看不見的微小粒子和牽引它們的幾種基本作用力拼湊而成。物理學家用一個極其成功的理論框架,把這個看不見的世界描繪得既精細又可靠,這就是粒子的標準模型 Standard Model。它像一份「宇宙物料清單」,寫清楚基本成分是誰、怎樣互動、為何會有質量,甚至預言了尚未被發現的粒子,後來也一一被實驗證實。本文嘗試帶你從零認識標準模型,理解它如何成為現代物理的核心,亦看看它的邊界在哪裡。
當你喝著奶茶、看著手機,會不會想起:這些日常的一切,其實都由看不見的微小粒子和牽引它們的幾種基本作用力拼湊而成。物理學家用一個極其成功的理論框架,把這個看不見的世界描繪得既精細又可靠,這就是粒子的標準模型 Standard Model。它像一份「宇宙物料清單」,寫清楚基本成分是誰、怎樣互動、為何會有質量,甚至預言了尚未被發現的粒子,後來也一一被實驗證實。本文嘗試帶你從零認識標準模型,理解它如何成為現代物理的核心,亦看看它的邊界在哪裡。
如果要看清一件極微小的東西,你會怎樣做?用更高倍數的顯微鏡。物理學家也一樣,只是我們想看的「東西」小到電子、夸…
我們日常的世界,看似充滿變化,但仔細觀察,很多事情其實有一種「不變」在背後默默運作:球桌上兩球相撞前後的總動量沒有改變、坐在旋轉椅上收手會轉得更快、手機電池用完了但能量沒有消失只是轉成了熱。這些「不變」,就是物理中的「守恆定律」(conservation laws)。更令人著迷的是,這些守恆並非憑空賦予,而是源自世界的「對稱性」(symmetry)。這條深邃的連結由數學家諾特(Emmy Noether)在一百多年前定下——Noether 定理
試想像你對著鏡子舉起右手,鏡中的人會舉起「左手」。我們直覺以為,物理定律在鏡子裡應該也是一樣運作:球照樣落下、…
光在真空中每秒約行 30 萬公里,足以在一秒圍繞地球七圈半。那麼,人類能否有一天坐上太空船,按下啟動,直接以光速穿梭星際?這個問題看似簡單,背後卻牽涉現代物理學的基石—狹義相對論(Special Relativity)、能量守恆與工程極限。本文會深入淺出地,拆解「光速飛行」到底是科幻還是可期的科技,並看看我們與「近光速」有多近。
如果你在二手市集見過泛著綠幽幽光芒的古董夜光錶,或者在電影裡看過工廠女工把畫筆放到嘴邊「舔尖」再繼續描繪指針,那就是「鐳女郎」的時代縮影。她們的故事不只是一段勞工史,更是一次把原子物理、材料科學、醫學與法律緊密糾纏的現代史。本文用貼地的語言,帶你從夜光塗料的微觀機制,走到劃時代的職業安全標準,理解為何一點點看似無害的光,背後牽動的是高能粒子與人體生物學之間的硬碰硬。
如果你在社交平台見到「能量水」「量子養生杯」之類的廣告,說喝了可以精神飽滿、治百病,你會不會心動?一百年前的美…
想像一下:你家裡的電器、辦公室的伺服器、甚至港鐵行駛的列車,所用的電力在輸送過程中幾乎不再發熱、不再浪費——電…
你每天都在和「質量」打交道:早上站上電子磅、搭港鐵急停時身體前傾、搬水機桶覺得「重死人」。我們直覺知道「重」和…
你每次在手機上看歐洲足球的「直播」,其實都在和宇宙的極速玩拔河。無論用海底光纖、5G、還是衛星,訊號快得驚人但始終有延遲;這條硬上限,就叫光速。光速不只是「光走得有多快」,它是時空的標尺、因果的守門員,也是現代科技的底層限制。這篇文章會帶你走過光速的奇特性質,以及它如何悄悄規劃了我們的世界。
在香港,夜晚的天際線、街角的LED招牌、手機屏幕的亮光、甚至早上窗邊的一道陽光,都是「光」在我們生活的不同身分…
當你站在港鐵月台,看著對面列車逐漸駛遠,車燈顏色沒有改變,但感覺聲音的頻率在變,這是多普勒效應的日常版。天文學…
在香港的街頭,你可能最熟悉的物理現象之一,其實每天都在你耳邊出現:救護車駛近時鳴笛聲變尖,駛遠後音調忽然變低;…
想像一下,你正在香港的維多利亞港邊散步,突然聽到一聲巨響,像雷鳴般震撼,但天空卻晴朗無雲。這可能就是音爆(so…
你每天接觸的陽光,它既像波浪般起伏,又像粒子般一顆顆飛來飛去。這聽起來是不是有點不可思議?在物理學的世界裡,這就是波粒二象性(Wave-Particle Duality)的核心概念。它不僅解釋了光的奇妙行為,還延伸到電子和其他微觀粒子,讓我們重新思考現實的本質。作為一位熱愛分享物理知識的人,我會用簡單的生活例子,帶你一步步深入這個主題。無論你是上班族、學生還是好奇的香港人,這篇文章會讓你感受到物理的魅力,並啟發你對世界的全新視角。讓我們從頭開始吧!
如果你能縮小到極其微小的尺度,深入到物質的最基本組成,你會發現一切都像是一場奇妙的音樂會——不是由粒子構成的點,而是由微小的弦在振動。這就是超弦理論(Superstring Theory)的核心想法。它試圖解釋宇宙中最基本的法則,讓量子力學和重力能夠和諧共存。作為一位物理學家,我希望用簡單、生活化的方式,帶你一步步走進這個迷人的世界。無論你是上班族、學生還是好奇的家長,都能從中感受到物理的魅力。讓我們從頭開始吧。
想像一下,你手裡拿著一塊冰塊,它看起來像固體,摸起來也堅硬,但如果你輕輕一推,它竟然像液體一樣無摩擦地流動起來…
想像一下,你在香港的炎熱夏天裡,手裡拿著一杯冰涼的奶茶,卻不用擔心它會融化得太快。這聽起來像科幻,但其實與一種神奇的物理現象有關——超導體。它能讓電流毫無阻力地流動,帶來無限可能。今天,我們就來一起探索超導體的世界,從最基本的概念開始,一步步深入了解它的原理、應用和未來前景。無論你是上班族、學生還是對科學好奇的普通人,這篇文章都會用簡單的生活化語言,讓你輕鬆搞懂這個前沿物理主題。讓我們開始吧!
想像一下,你手裡有一杯液體,它不是普通的咖啡或水,而是能在極低溫下,像魔法般流動,沒有任何阻力,甚至能爬上容器壁緣。這不是科幻小說,而是真實的物理現象——超流體(superfluid)。作為一個物理愛好者,你可能好奇,這種奇妙的狀態是怎麼回事?它跟我們日常生活有什麼關聯?今天,我們就來一起探索超流體的世界。我會用簡單、生活化的語言,帶你從基礎開始,一步步深入了解這個低溫物理的明星。無論你是上班族、學生還是家庭主婦,都能輕鬆跟上。讓我們開始這趟知識之旅吧!
想像一下,你每天早上照鏡子,看到的自己是左右對稱的——你的左眼對應右眼,左手對應右手。這不是巧合,而是大自然的…
想像一下,你手上的手機、你喝的咖啡,甚至整個宇宙,都是由無數微小的「弦線」在振動組成的。這聽起來像科幻小說嗎?…
你有沒有想過,宇宙的終極祕密可能隱藏在比原子還小的尺度裡?物理學家們一直試圖找到一個能夠解釋一切的理論,從重力…