夸克世界中一个多彩色的发现 --2004年度诺贝尔物理学奖评述

2004年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维·格罗斯(David J.Gross)、戴维·波利策(H.David Politzer)和弗兰克·维尔切克(Frank Wilczek),以表彰他们对粒子物理的强相互作用理论中的"渐近自由"现象的发现.渐近自由理论不仅解释了为什么夸克在高能状态下有近乎自由粒子的行为,而且也是对粒子物理的标准模型的一个重要贡献.     

量子色动力学基础——对规范理论中微扰方法的介绍

量子色动力学的非阿贝尔规范场成功地描述了基本粒子的强相互作用。因为它突出的渐近自由的性质，对于短距离现象的微扰研究是有意义的。而且该理论的预测已经在各种基本粒子的反应中被检测。另一方面为了全面地理解强子的强相互作用，控制量子色动力学的非微扰范围是非常重要的。尽管有些尝试可以利用，但是尚无涉及量子色动力学非微扰的方法。本书从场论开始，     

2004年度诺贝尔科学奖扫描

物理学奖:像橡皮筋一样想放松的夸克 2004年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克,以表彰他们发现了强相互作用理论中的“渐近自由”现象。     

逃离莱比锡

哈拉尔德·弗里奇是德国理论物理学家和科普作家，研究基本粒子，是量子色动力学的奠基人之一，在夸克理论和量子色动力学发展方面作出了重要贡献。     

胶球和混杂态研究

目前量子色动力学（ＱＣＤ）已被公认为是描述强相互作用的正确理论．基于这一理论,人们预期胶子之间也可以直接相互作用而形成一种新的强子态——胶球,当然,也应该存在由价夸克和价胶子共同组成的束缚态——混杂态．从理论上研究胶球和混杂态的质量及其产生和衰变的性...     

2004年10月国内外重要科技新闻

●清华大学发育生物学实验室和分子细胞生物学实验室的科学家们在对斑马鱼的研究中发现了诱导脊椎动物胚胎中胚层生长的转化生长因子的新调控机制,其研究成果发表在10月1日出版的Science上。●2004年诺贝尔奖10月揭晓,美国科学家戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克3人因发现粒子物理的强相互作用理论中的“渐近自由”现象而获诺贝尔物理学奖,以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔温·罗斯3人因发现泛素调节的蛋白质降解而获诺贝尔化学奖,美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克2人因在人体气味受体…     

用量子色动力学研究夸克之间的相互作用

用量子色动力学研究2个夸克之间的相互作用,通过计算夸克之间交换1个胶子的过程得到2夸克的相互作用势,进而得出了2夸克形成束缚态的能级,并进行了讨论.具体计算表明,禁闭夸克的作用力,远大于其他类型的任何相互作用力,是迄今为止已知的最强的强相互作用力.     

量子夸克

经过几十年不懈的努力，粒子物理学实验家和理论家们明确地告诉我们：物质世界最基本的组分是夸克。它们是不可再分割的、点状的粒子。强相互作用把它们束缚在一起，组成质子和中子，后者是各种元素的原子核的基本组分。描写强相互作用的基本理论叫做量子色动力学，简称为QCD。     

玻色-哈伯德模型的亚稳态及其经典-量子相变

玻色-哈伯德模型是建立在硬壳相互作用基础上的模型,被广泛应用在强关联的玻色系统中,非常适合用来研究囚禁在势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体本征态和动力学性质,是一个很重要的模型。文章利用等效势的方法发现了玻色-哈伯德模型的一个重要的亚稳态,并且研究了该亚稳态的经典-量子相变的阶和临界的温度。     

带动力学夸克的格点量子色动力学中手征对称性自发破缺研究

量子色动力学最有挑战性的课题之一, 是手征对称性自发破缺的研究. 当Fermi子质量等于零时, 如果手征凝聚不为零, 就意味着系统存在手征对称性自发破缺. 在格点规范理论传统的数值计算方法中, 必须在多个裸夸克质量下做模拟研究, 然后用一些拟合函数把数据外推到手征极限. 用几率分布函数法, 无需做任何外推, 计算出零质量下带动力学夸克格点量子色动力学的手征凝聚. Staggered Fermi子的结果表明, 此方法是一研究格点量子色动力学手征对称性自发破缺有效可行的方法.     

The order of the quantum chromodynamics transition predicted by the standard model of particle physics

Quantum chromodynamics (QCD) is the theory of the strong interaction, explaining (for example) the binding of three almost massless quarks into a much heavier proton or neutron--and thus most of the mass of the visible Universe. The standard model of particle physics predicts a QCD-related transition that is relevant for the evolution of the early Universe. At low temperatures, the dominant degrees of freedom are colourless bound states of hadrons (such as protons and pions). However, QCD is asymptotically free, meaning that at high energies or temperatures the interaction gets weaker and weaker, causing hadrons to break up. This behaviour underlies the predicted cosmological transition between the low-temperature hadronic phase and a high-temperature quark-gluon plasma phase (for simplicity, we use the word 'phase' to characterize regions with different dominant degrees of freedom). Despite enormous theoretical effort, the nature of this finite-temperature QCD transition (that is, first-order, second-order or analytic crossover) remains ambiguous. Here we determine the nature of the QCD transition using computationally demanding lattice calculations for physical quark masses. Susceptibilities are extrapolated to vanishing lattice spacing for three physical volumes, the smallest and largest of which differ by a factor of five. This ensures that a true transition should result in a dramatic increase of the susceptibilities. No such behaviour is observed: our finite-size scaling analysis shows that the finite-temperature QCD transition in the hot early Universe was not a real phase transition, but an analytic crossover (involving a rapid change, as opposed to a jump, as the temperature varied). As such, it will be difficult to find experimental evidence of this transition from astronomical observations.     

“对称性支配相互作用”在发展理论物理中的作用

论述了“对称性支配相互作用”在发展理论物理中的地位和作用，从理论物理发展的历史事实，指出了它是发展现代理论物理重要途径。     

量子理论的发展及其对现代社会的影响

19世纪末20世纪初，物理学的深刻的危机促成了其本身的伟大的革命，从而诞生了量子力学与相对论。量子理论的建立，开辟了人们认识微观世界的道路，为物理学乃至整个自然科学的发展奠定了坚实的理论基础。没有哪一门现代物理学的分支及相关的边缘学科离开量子这个思想基础。量子理论正在深刻的改变现代的科学与技术，也正在深刻的影响着人类的思想，回顾其发展的历程，我们感受到了量子理论对人们认识论与世界观的深刻影响。     

柑桔果汁电学性质变化规律的研究

介绍了紫外辐射处理柑桔后,柑桔果汁的电学性质随酸度和时间变化的实验结果.在对实验结果定性分析的基础上,从统计物理角度并应用速度反应理论,对柑桔果汁的电阻与酸度,时间的关系给予微观解释和定量的分析,为寻求物理检测柑桔手段提供初步的理论根据.     

二自由度理论在伺服系统中的应用

本文介绍了二自由度理论及用8097单片机实现了前馈型二自由度PID控制算法.实验结果表明,该伺服系统鲁棒性强,能明显改善系统的动态特性.     

量子力学的挑战和辩护--贝尔不等式实验模型的判决性意义

爱因斯坦和玻尔之间的争论是对客观世界诠释的不同方式，他们分别从客观实在的两个侧面对量子行为进行考察。量子科学的进一步发展，尤其是实验手段为量子行为的合理解释提供了可能。现代物理学倾向于标准量子力学解释。     

超级Z-工厂上的物理

本文在调查研究和理论分析的基础上,对超级Z-工厂上可开展的特色高能物理实验做了归纳和小结.文章指出超级Z-工厂中可以开展许多科学意义重要、别处不可替代的高能物理实验,归纳下来在下列四个方面具有突出优势：i）Z-玻色子性质的精确测量,寻找与Z-玻色子有关的稀有过程的实验研究;ii）韬（τ）轻子性质,寻找与韬轻子有关的稀有过程和发现关系到韬轻子和/或Z-玻色子的CP破坏（肯定与CKM矩阵相因子无直接联系）的实验研究;iii）重味和双重味强子的性质,其激发态质谱,奇异重味强子等的实验研究;iv）通过测量喷注形状直接测量QCD耦合常数αs（m2Z）,测定重味夸克和胶子到重味强子和双重味强子的碎裂函数,检验非微扰碎裂模型理论等的实验研究.另外,由于建造超级Z-工厂可以作为我国加速器高能实验物理未来基地规划中的一个选项,国内同行已经完成了相关的学术研究论文14篇,并已汇集成题为＂超级Z-玻色子工厂物理＂的专辑,发表在SciChina-Phys Mech Astron上,2010年11月份的53卷11期中.本文对这14篇论文做扼要概述,同时也做了一些补充.     

抛物量子阱中界面声子对极化子能量的影响

采用LLP中间耦合方法，对抛物量子阱中极化子能量和电子—声子相互作用对极化子能量的影响进行了研究。计算中不仅考虑了电子与局域LO声子相互作用，而且还考虑了电子与四支界面声子的相互作用，研究结果表明，抛物量子阱中电子—声子相互作用对极化子能量的贡献很明显，阱宽较小时，电子与界面IO声子耦合起重要作用，而在宽阱中，电子与局域LO声子耦合起重要作用。     

相对滴定法

以物料平衡电荷平衡和化学平衡为基础，通过严格的数学推导提出一种新的滴定分析理论－相对滴定法，它是以相同滴定状态下被测物质的量与滴定剂体积之间的线性关系为基础，通过仪器分析方法进行定量计算。该法在滴定过程中的任一状态都成立，不需确定等当点，从根本上消除和终点误差，不仅适用于滴定突跃很体系，还适用于滴定反应未知的滴定过程。     

宇称不守恒发现半个世纪的回顾

弱作用中宇称不守恒的发现改变了人们对物理世界对称性的基本观念。50年前的这一重大发现引发了物理学界对基本守恒定律的全面检验,导致了C,CP不守恒的发现;促进了弱作用理论的蓬勃发展,如提出了普适弱作用V-A理论,提出并检验了弱矢量流守恒等;从而迅速导致了弱作用和电磁作用的统一。本文较详细地回顾了1957年宇称不守恒的实验检验及其后的这一段历史,并从历史的角度对相关问题给出了适度的物理诠释;文末对弱作用作为天体和宇宙演化的调控者和地球上生命起源的可能触发者进行了简要评论。