对侯德封先生“核子地球化学”的几点质疑

我怀着很大的兴趣,拜读了侯德封先生及其合作者关于“核子地球化学”的一线文章(科学通报,1961年十月号、十二月号)。在这些文章中,作者从“地球和宇宙的所有物质都是由基本粒子组成的”这一基本观点出     

中子半衰期的新测定值

中子是由一个上夸克和二个下夸克组成的，而当其中的一个下夸克转变为一个上夸克时，中子便转变为由两个上夸克和一个下夸克组成的带正电的质子了。中子转变成质子的速率决定着两在宇宙创生大爆炸后的第1秒钟内宇宙里存在着这两种基本粒子的数量，也影响着现在宇宙中氦的数量。     

物质的家族数

CERN和SLAC用正负电子对撞实验证明宇宙间的基本粒子只有三个家族,它们是怎样得到证明的?我们周围的宇宙由三种基本粒子组成,它们是"上"夸克,"下"夸克和电子。恒星,行星,分子,原子,甚至人类本身,都由这三种物质组合而成。它们与电子的中性的而且可能是没有质量的伙伴-电子中微子构成物质的第一个家族。     

宇宙学与中微子物理学的交叉点

也许,在比星星更遥远的地方还存在着什么东西吧!而星星离开我们又如此之远,从距离我们最近的(当然,我们不把太阳系的星星包括在内)一颗星星发出的光线,要经过四年才能到达地球表面。但是早在数千年前,就有一种神秘的力量把人类的注意力吸引到那个遥远的地方去了。也许正因为这个缘故,人们产生了通观宇宙全貌的奢望。宇宙是一个整体,这是不言而喻的。一切似乎都有它的组成:宇宙——银河系——星体——原子——核子——基本粒子——夸克。这就是物质结     

冰海之下探测中微子

我们的宇宙所能展现出的核过程远比地球上粒子加速器所能达到的还要剧烈得多.大自然可以把基本粒子加速到能量超过1020电子伏特(eV)--相当于一个基本粒子携带了50焦耳的宏观能量,但我们还不清楚这些粒子(绝大部分是质子)的起源以及它们是如何被加速的.     

宇宙绳

现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。     

万物皆由弦构成的吗?

许多处于领头地位的科学家正在开始猜疑宇宙间的万物都是由弦构成的。特别是组成宇宙的所有基本粒子都将是一些微乎其微的弦构成,而不是长期以来一直认为的那样是由点粒子所构成。一些理论物理学家相信这一新概念可能是自二十年代量子力学作为现代物理的基础以来,在理解物质的基本     

QCD、大统一和宇宙年代

宇宙学的任务就是在大范围和长时间内研究时空,中心问题是在于选择切合实际的宇宙模型,阐明宇宙随时间演化的特征.在弗利德曼首先讨论的均匀和各向同性的宇宙模型中,宇宙是一个膨胀着的体系.这模型和观测数据是相符合的.另一方面,基本粒子物理学的量子色动力学(QCD)较成功地解释了强相互作用的实验现象,天体物理学家与宇宙学家把它应用到早期的     

环环相扣的"统一理论"

“统一理论”在发展物理学家喜欢一切简洁明了的事物。他们认为,整个宇宙必定是由一套单纯的规律支配着其运行,但是让他们不安的是他们现在必须依赖两套理论:一个被称为量子力学(描述构成物质的基本粒子和这些基本粒子之间的相     

‘元素——结构’系统宇宙模型的推导

物质是由一定基本粒子所组成，它们是有结构的。物质的性质及其在不同环境下所显示的功能与作用，都是由组成的要素及其结构所决定。对物质的了解，对宇宙学领域内疑难问题的解决(如暗物质、中子星、黑洞、白洞、类星体、X射线爆……)，也必须从要素和结构始。     

引力波发现或重新“洗牌”物理学

<正>3月17日,哈佛大学史密森天体物理中心的天文学家约翰·科瓦奇(John Kovac)宣布了关于引力波的期待已久的证据——时空结构中的涟漪起源于宇宙大爆炸并经历了急剧膨胀的暴涨阶段——当晚,详解这一发现结果的首篇论文被放到了网上,作者是加拿大圆周理论物理研究所的大卫·马什(David Marsh)及其同事。他们写道,科瓦奇小组使用的南极BICEP2望远镜的测量结果几乎排除掉了一类模型,该模型基于一个被假设存在的基本粒子——轴子——来试图解释宇宙早期的暴涨以及宇宙中神秘暗物质的     

是物理学的终结吗？

当今,与物理学的热点中心有关的基本粒子物理学,有时被投之以这样的提问:在这个领域中提出的任务解决后,是否从整体上看,一个物理学的终结随之就来到了呢?或许有人会给出这种论证:由于所有物质和全部辐射均由基本粒子组成,因此,由它们的特性和行为所决定的定律的全部知识——譬如在一个“宇宙方程”之中——也就必定在原则上为全部物理过程确定     

复杂性现象的研究

一个挑战性的课题十几年前,若问:当今物理科学研究的前沿何在?物理学家会答道:在基本粒子的层次上,在宇宙学的层次上。可是,时至今日却截然不同了,科学界面临着巨大的挑战。有谁会想到,大多数或许全部基本粒子都是不稳定的?有谁想到,我们现在能从整体上来讨论宇宙的     

高能物理学研究

宇宙从大的方面看来是无限的,宇宙从小的方面看来也是无限的,科学研究的一个方面便是从宏观物体深入到原子,从原子深入到原子核,之后又从原子核深入到基本粒子,产生了高能物理学,根据量子力学的规律,     

基本粒子的演化和河外星系的光谱位移

最近,唐孝威同志在《基本粒子演化假设和河外星系红移解释》一文中提出了包含这样一个意思的唯象假设:宇宙中基本粒子的静止质量不断地、缓慢地增大,且有确定的“静质量相对增长率”,如果取相对于现在地球上观察时间向过去推回的时间间隔为(-t)(这里和该文稍有不同,他把这个时间间隔定义为(t)),则他的假设可以写成:     

宙学新进展

20世纪初的1901年,第一次诺贝尔物理学奖授予X射线的发现者以来,物理学已有了很大的发展。从物质的终极夸克到宇宙的尽头,科学家在不断地努力进行探索。 诺贝尔奖级宇宙学 不久前,现代宇宙学的进展使人们以为似乎终可解开宇宙起源之谜了。其主角是基本粒子的大统一理论。那么其后它的进展状况如何?诺贝尔奖级的大发现现在又在何处呢? 据有关专家讲,80年代,基本粒子宇宙学没什么进展,90年代的宇宙学则转换成更重实证的观测。 虽说都一概称做宇宙学,当前却有三大不同类型的研究。①对150亿光年这一宇宙可见范围的天体进行观测;②对宇宙可见限度内的波动的     

理论物理学家朱利斯·外斯逝世

著名理论物理学家朱利斯·外斯(Julius Wess),于今年8月8日在德国汉堡逝世,享年72岁。他生前致力于探索宇宙中不可见的内在对称性理论,这些理论可预言某类新的基本粒子的存在。     

理查德·泰勒(1929—2018)

正理查德·泰勒因发现夸克(宇宙中最基本的粒子之一)而获得诺贝尔物理学奖。2018年2月22日,出生于加拿大的实验物理学家理查德·泰勒(Richard E.Taylor)在加州斯坦福大学去世,享年88岁。1990年,他因发现宇宙中最基本的粒子之一——夸克——而获得诺贝尔物理学奖。他所任职的斯坦福大学宣布了他的死讯,但没有提及死亡的原因。20世纪60年代末,夸克的发现是物理学上一件惊天动地的大事。它为标准模型理论的发展铺平了道路,该理论是所有已知基本粒子和力的分类系统。"在发现夸克之前,我们已经知     

与史蒂文·温伯格的问与答

史蒂文·温伯格(Steven Weinberg),这位杰出理论物理学家的新量子力学教科书——《量子力学教程》——给这个领域带来了一个独特的视角,其中便包括了他对现有量子力学的解释感到不满●史蒂文·温伯格的研究领域覆盖了量子场论、基本粒子物理学以及宇宙学等内容。他同谢尔登·格拉肖(Sheldon Glashow)和阿卜杜勒·萨拉姆(Abdus Salam)一起,因对基本粒子标准模型的贡献而赢得了1979年的诺贝尔物     

测量角度下的平行宇宙

从测量的宏观、微观两个角度分别引出平行宇宙的概念。从宏观的角度,回顾了古代由于恒星视差的消失引起的恒星测距的难题。介绍了近代的标准烛光测量法、哈勃的宇宙尺度红移测量法,以及大爆炸宇宙假说战胜稳恒态宇宙假说。最终,由宇宙暴胀理论引出第一层平行宇宙和第二层平行宇宙。从微观的角度,由牛顿炼金术的失败引出4种基本力和量子力学。介绍基本粒子的测量不确定性以及薛定谔提出的波函数。对波函数诠释的主流思想是标准的哥本哈根解释,而埃弗雷特特的平行宇宙解释引导出的第三种平行宇宙,即量子力学的平行宇宙,目前逐渐被广泛地接受