粒子物理学
标准模型：粒子与相互作用
在多层探测器（径迹室、量能器、μ子室）中改变动量与磁场观察各类粒子的径迹。通过径迹模式识别电子、μ子与强子——粒子物理的读事例技能。
器材
- 多层探测器3D模型：径迹室、量能器、μ子室
- 「更换粒子」按钮与暂停
- 相对动量与磁场滑块
实验步骤
通过探测器层识别
按「更换粒子」遍历各类：电子（径迹室中弯曲、电磁量能器中停住）、强子（强子量能器中形成簇射）、μ子（穿透各层、μ子室留击中）、光子/中微子（无径迹；中微子径直逃逸）。记录识别表。
由曲率求动量
对带电粒子改变「相对动量」：p 增大时径迹室轨道变直——曲率半径 。在两个 p 挡读 r 并检验比例；这就是真实谱仪「称量」粒子动量的方法。
改变磁场
固定动量，把「相对磁场」由低调高：B 大→轨道弯曲强、更易测量但很快卷曲；B = 0→直线。注意探测器设计的权衡：测量高能粒子动量需要强磁场（LHC 的 CMS 螺线管约2 T）。
预测未知粒子
按「更换粒子」并遮住名称显示：先凭径迹模式猜粒子种类再确认。拓展：不带电粒子（光子）只在量能器留击中而无径迹；中微子——标准模型的「幽灵」——完全消失，在真实事例中只以缺失动量 显现。
模拟
实验历史
粒子探测器从泡室（格拉泽1952年——1960年诺贝尔奖）和多丝正比室（夏帕克1968年——1992年诺贝尔奖）演进到 LHC 的多层探测器，每个事例记录数亿通道。原理不变：弯曲径迹室测动量、量能器吸收能量、μ子室筛选穿透粒子。
标准模型由格拉肖–温伯格–萨拉姆（电弱，1979年诺贝尔奖）、盖尔曼–茨威格（夸克）、杨–米尔斯（规范理论）、恩格勒–布鲁特–希格斯（质量产生，2013年诺贝尔奖）组装而成，描述三种相互作用与17种基本粒子；希格斯玻色子2012年由 ATLAS/CMS 用这种径迹判读技术发现。它未解释的——中微子质量、暗物质、物质–反物质不对称——是超越标准模型物理的任务清单。