超长文预警
这是一个很好的问题,但是也很难回答。
测量粒子质量有两种基本方法,第一种是用称称一下,这本质上是通过万有引力的效应测量质量,得到的也叫作引力质量;另一种,在经典力学中,就是通过牛顿第二定律来测量:
给予粒子一个外力 ,粒子反应出一个加速度 ,那么根据上面的式子就可以计算得到质量 ,这种是通过动力学原理测量质量,得到的是惯性质量。虽然等效原理认为这两者是等价的,但是本文还是讨论惯性质量,不考虑引力质量,下文中的质量都是指代惯性质量。
根据牛顿第二定律可以看到,所谓的质量,其实就是用于量化 物质/粒子 对外力的反应。在经典力学中,质量并不会随著外力的变化而变化,是一个定值。
目前 基本粒子种类有很多,主要包括六味夸克(u、d、c、s、t、b)、六味轻子(包括电子和中微子)、光子、胶子、W/Z玻色子以及Higgs玻色子(暂时还不确定是否为基本粒子)等,每一种基本粒子都有自己的特性,测量其质量的办法也都各不相同。不同粒子的质量差别也非常大,光子的质量为零,电子质量只有0.5MeV(能量单位,后面会说到),顶夸克质量则达到了173GeV,为目前已知最重的基本粒子,而中微子的质量到目前为止还不知道。