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粒子化学学，是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间互相作用的一个数学学分支。因为许多基本粒子在大自然的通常条件下不存在或不单独出现，化学学家只有使用粒子加速器在高能翻车的条件下才会生产和研究它们，因而粒子化学学也被称为高能化学学。
英文名
粒子化学学
外文名
别称
高能化学学，能荷数学学
地位
粒子量子化的粒子化学的大统一
目录
粒子化学学简介播报
粒子化学学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间互相作用的一个数学学分支。因为许多基本粒子在大自然的通常条件下不存在或不单独出现，化学学家只有使用粒子加速器在高能翻车的条件下才会生产和研究它们，因而粒子化学学也被称为高能化学学。[1]
粒子化学学亚原子粒子播报
亜原子粒子-电子、质子和中子-内部结构模型图
现代粒子化学学的研究集中在亚原子粒子上。这种粒子的结构比原子要小，其中包括原子的组成部份如电子、质子和中子（质子和中子本身又是由夸克所组成的粒子）和放射和散射所导致的粒子如光子、中微子和μ子，以及许多其它奇异的粒子。
严格地说“粒子”这个尊称不精确，粒子化学学中研究的所有的物体都遵循量子热学的规则，它们都显示波粒二象性，依据不同的实验条件它们显示粒子的特点或波的特点。在数学理论中，它们虽非粒子也非波，理论学家用希尔伯特空间中的状态矢量来描写它们，详尽的理论基础为量子场论。但根据粒子化学学的常规在这篇文章中那些物体仍然被称为“粒子”，尽管这种粒子也具有波的特点。
明天所知的所有基本粒子都可以用一个称作粒子化学标准模型的量子场论来描写。标准模型是目前粒子化学学中最好的理论，它包含37种基本粒子，这种基本粒子互相结合可以产生愈加复杂的粒子。从1960年代以来实验化学学家早已发觉和观察到了上百种复合粒子了。标准模型理论几乎与至今为止观察到的所有的实验数据相符合。尽管这么大多数粒子化学学家相信它仍然是一个不健全的理论，一个愈发基本的理论还有待发觉。近来发觉的中微子静质量不为零是第一个与标准模型出现误差的实验观测。[1]
粒子化学学历史播报
前6世纪古埃及的哲学家就提出物质是由基本粒子组成的猜想。流西普斯、德谟克里特斯和伊比鸠鲁是“原子论”的代表人物。17世纪时艾萨克·牛顿也有过物质是由粒子组成的看法。1802年约翰·道尔顿即将提出所有物质是由原子组成的理论。
1869年季米特里·门捷列夫发表的元素周期表加深了原子论的构想。约瑟夫·汤姆孙发觉了原子中存在带有负电荷、质量特别小的电子，觉得原子是由质子和被禁锢的电子组成的。欧内斯特·卢瑟福证明质子集中在极其紧密的原子核中。1932年美国化学学家查德威克发觉了中子，至此，人们认识到原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外运动。
20世纪原子化学学和量子化学学的研究引起了裂变和聚变的发觉和实验成功。人类才能将一个元素的原子转换成另一个元素的原子。
1950年代和60年代中许多新的粒子被发觉，它们被合称为“粒子植物园”。直至1970年代粒子化学的标准模型构建，将大多数这种粒子看作是少数基本粒子的复合粒子后这个混乱才减少。[1]
粒子化学学标准模型理论播报
目前描写基本粒子的最成功的理论是标准模型理论，它使用规范玻骰子来描写强互相作用、弱互相作用和电磁互相作用。光子、W及Z玻骰子和胶子都属于规范玻骰子。据悉按标准模型理论物质是由24种基本粒子组成的，最后这个理论还预言了希格斯玻骰子。[1]
粒子化学学实验粒子化学学播报
大的实验粒子化学学国际合作有：
据悉世界各地还有许多其它粒子加速器，例如台湾的上海正负电子对撞机与日本台南科学工业园区的国家同步幅射研究中心。[1]
粒子化学学理论粒子化学学播报
理论粒子化学学企图描述自然界的一切互相作用，研究能解释明天实验结果并能预言未来实验结果的模型、理论架构和物理工具。明天在这方面有许多不同的努力。
一个重要的工作点是更好地理解标准模型理论和其实验结果，从试验中获得更精确的参数，这个工作点测试标准模型理论的极限来扩大我们对自然的理解。这个工作最大的困难在于量子色动力学中对多个物体估算时的困难。一些理论家将她们的精力集中在有效场论。
另一个重要的工作点是构建超出标准模型理论的模型。因为明天的实验数据还不够粒子物理与原子核物理专业招聘，这个工作十分困难。新的理论结构有超对称、阮桑模型、前子理论等等。
第三个重要的工作点是弦理论，其目的在于构建一种基于微小弦与膜而不是基于粒子的理论来统一描述量子热学和广义相对论。倘若这一理论取得成功，可以被看作一种“万有理论”。
据悉还有一些其它的理论工作如循环量子引力理论等。[1]
粒子化学学还原论播报
还原论是将世界上的事物的解释简化到一些基础的理论的哲学观点。在粒子化学学这个观点是提出一个可以解释世界上的一切的一种最基础的数学理论，或则用一个比较大众化的语言来说，来找寻一个概括宇宙一切的公式。
但在粒子化学学的发展过程中也仍然有人批评这些极端的还原论。那些批评者中有粒子化学学家、化学家、生物学家、固体化学学家和整体论者。她们并不向标准模型理论本身挑战，但她们觉得基本粒子的特点并不一定也是它们所组成的原子、分子或更大的结构的特点，尤其是它们并不能抒发好多粒子组成的系统的特点。基于混沌理论，一些批评者觉得虽然化学学家完全认识基本粒子的所有的特点的话粒子物理与原子核物理专业招聘，人们借此不能完全理解所有的自然的过程；另一些批评者怀疑人们就能完全理解基本粒子的特点。[1]
粒子化学学公共新政播报
粒子化学学的实验结果须要使用巨大的粒子加速器能够取得。这种加速器十分高昂（常常须要上十亿美金）因而须要大量政府支助。因而粒子化学学的研究也关系到公共新政的决定。
许多人觉得花那么多的钱不值得，并且粒子化学学消耗了许多可以用到更重要的研究和教育方面的钱。20世纪80年代，在瑞典佛罗里达州开始建造一台超级超导对撞机，这是个宏伟的计划，费用高达80亿港元，印度议会因此花掉了20亿港元，在建成一条22公里的隧洞后取消了这项工程。许多科学家（包括超导超小型加速器的支持者和反对者）相信这个决定的诱因之一是由于冷战结束后法国没有必要花那么多钱在这方面与南斯拉夫竞争了。
据悉许多反对者怀疑单一国家是否还有能力运行这么高昂的对撞机。
一些科学界的人士相信人口的老年化对粒子化学学不利，由于她们觉得老年人愈发关心眼前的事例如她们的健康和她们的母亲的健康，因而对科学的捐助从数学学逐步转移到生物学和健康科学起来了。
粒子化学学的支持者觉得为最基本的理论值得花那么多钱，这种钱对科学的其它方面也有用处。比如加速器与其副产品同步幅射在生物与医学上的应用，以及最早由CERN研究员所成立的万维网。她们强调明天所有的加速器都是国际合作构建和运行的，她们怀疑取消制造加速器所节约出来的预算仍会使用在其它科学和教育的方面上。[1]
粒子化学学展望播报
世界各地的粒子化学学家对粒子化学学近日和中期最重要的目标的看法是一致的。近日的目标是于2007年完成小型强子对撞机并用它来找寻希格斯玻骰子和超对称粒子。中期的目标是建造国际直线对撞机（,ILC）。这个对撞机的技术实现方式已于2004年8月决定，但其具体地址还没有决定。国际直线对撞机与小型强子对撞机是相互补充的实验设备，小型强子对撞机更适宜拿来找寻新的粒子，而国际直线对撞机则更适宜拿来精确地检测这种粒子的特点。
粒子化学学的其它重要目标包括检测中微子的静质量和澄清质子的双重β衰变是否存在。这种实验不一定须要使用对撞机。[1]
粒子化学学参见播报
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