“基本”粒子和高能核作用

人们熟知,所有的物质都是由最微小的粒子即所谓分手和原子所组成。不久以前,人们还认为原子是最小的粒子。原子这个词是由希腊文翻译过来的,它的意思就是“不可分割的”。这个名称应当意味着这样一种粒子,关于它的构造问题是没有什公意义的。当时认为我们周围的物质的无数种分子是由几十种不可变的、不可毁灭的和没有结构的“宇宙建筑的砖头”——原子所组成。但是,关于原子性质的这种形而上学的观念已被科学所扬弃。首先是建立了各种元素的原子的性质问的联系——有名的门捷列夫元素周期系。这样一个系统的存在就表明了,在各种类型的原子间存在着一种关系,这个关系在某种形式上反映出这些原子的内在的本质。以后,又发现了基本电荷的粒子——电子,它的质量几乎比最轻的原子——氢原子的质量小二千倍。这时人们弄清楚了,电子是原子的组成部分之一。     

基本粒子的对称性、内部结构和相互作用

引言物质结构问题一直是物理学的一个中心问题。十九世纪的原子的发现,使人们对于物质的微观结构的认识跨进了一大步。以放射性物质的发现为先导的近代物理的发展,又进一步揭示出原子的内部结构。按照近代物理所揭示的图象,所有原子都是由原子核和围绕着原子核运动的电子组成的,而各种原子核又是由不同数量的质子和中子相互结合而成的。人们称质子、中子和电子等为“基本粒子”或“原始粒子”,认为这些粒子是组成所有物质的最原始的单元。近年来,人们利用高能加速器,产生了各种类型的基本粒子,数目达到五、六十种以上,并且可以按照类似于原子周期表的方式     

从铀放射性发现到同位素的发现(1896—1913)——为纪念α射线和β射线发现100周年而作

从1896年铀放射性的发现到1913年放射性同位素和位移律的发现的18年,是核物理学和放射性化学的奠基阶段,也是人类深入原子内部探索物质变化的第一个阶段.在这一阶段,随着α射线和β射线在1898年的发现,和1899年对β射线及1902年对α射线的物质性的确定,α粒子和β粒子便成了放射性研究的重要工具.其后出现的卢瑟福-索迪元素嬗变qd理论、建立在原子基础上的原子连续性变化的思想、卢瑟福-玻尔原子模型,以及放射性同位素和位移律的发现,每一发展都与这两种粒子特别是α粒子的使用密切相关.经过这一阶段研究,人们才认识到原子不是物质存在的最小载体,认识到不存在物理学原子和化学原子的区别.从这个意义上说,这一阶段革命不唯独属于物理学,也不唯独属于化学,而是整体上属于一门物质科学.     

夸克是构成物质的最小粒子吗？

夸克是构成物质的最小粒子吗？美国科学家认为，夸克有可能是由比其更小的物质构成的，如果这一说法正确．粒子物理学中的经典模型将会受到挑战。根据粒子物理学中的经典模型，亚原子粒子是由夸克组合成的，例如，一个质子就包含两个“上”夸克和一个“下”夸克。直到今天...     

反物质的世界

自然界的每一种粒子在奇妙的镜面世界中，均有一个反物质的伴侣，当两者相遇时，它们会以辐射形式而湮没，物理学家们通过实验已创造出反粒子、甚至已制造出反物质原子。当人们问20世纪最惊人的发现是什么时，很少有人怀疑是德国量子物理学家W·海森堡（WernerHei－senberg）发现的测不准原理。按照他的意见，在本世纪30年代自从预测和发现了反物质，它像魔镜一样已在宇宙中出现。由此我们能看到反物质粒子，每一种均对应了物质世界中的一种粒子，但是许多性质相反或相对映。那么进一步情况会是什么？如果物质粒子接近或碰到其“对映物”…     

SUSY粒子的探测

英国卢瑟福实验室(RAL)正在设计一种探测器用来观测银河“SUSY”粒子。这种粒子是超对称性理论所预期的,但至今尚未探测到。理论上预期这种粒子的质量约为10—1000GeV。很多天文学家认为,充满我们银河系的这种粒子海可能扮演他们说明星系动力学所需要的“丢失质量”的角色。RAL认为这种粒子的质量为30GeV,与体积为1mm~3的纯硅片中的硅原子碰撞可使靶核反冲     

“不断创造物质”的学说必须批判——兼评唐孝威同志的“基本粒子演化假说和河外星系红移解释”一文

多年来,F.Hoyle一直在鼓吹唯心主义“不断创造物质”的学说。从四十年代起,Hoyle就抛出一个所谓恒稳态宇宙学,鼓吹物质可以从虚无中产生,并计算出宇宙中物质产生的速率是每年在象圣保罗教堂一样大的体积内产生一个原子。他时而鼓吹不同天体上的粒子如电子     

等离子体的耗散结构

本文提出在等离子体中存在集团粒子,它们可能是离子集团、电子集团和中性集团等,但是假定它们都是不可分辩的。等离子体是由集团粒子和单粒子(离子、电子和中性原子)组成的物质第四态。集团粒子与单粒子的相互作用既可产生更大的集团粒     

“3”是最大数吗？—漫话夸克和轻子

1893年,汤姆孙(J.J.Tomson)发现,原子包含许多更小的物质粒子;这就是带负电的电子.二十多年后,罗瑟福(E.Rutherford)发现,原子的大部分质量集中在一个带正电的致密核心上,它隐藏在原子的电子云深处.     

探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。     

自然信息

镜像物质能提供无限的能源吗?某些基本粒子理论认为每种粒子必定有其镜像同伴(mirror partner),例如,电子有一孪生的镜像电子。由于镜像粒子很难与普通物质发生作用,因此有人甚至将这种粒子视为宇宙中的“暗”物质。俄罗斯的物理学家Zurab Silagadze说若能捕捉到镜像物质,它们将会提供取之不尽、用之不竭的能源。他的设想如下:若将镜像物质置于由普通物质制造的贮存器内,它将轻微地吸收周围的热量。在它有机会再一次与普通物质相互作用以前,便将以镜像光子的形式充当镜像热能再辐射出去。这一快速和不能挽救的热量损失将使贮存器冷却,如果…     

再论“基本”粒子演化假说——兼答何祚庥同志

《基本粒子演化假说和河外星系红移解释》一文提出电子、质子等粒子在时间上有发展的历史的看法。去年《科学通报》发表了何祚庥同志的文章,何文反对“基本”粒子演化假说,其中心思想是认为“基本”粒子在时间上没有发展的历史。本文根据“电子和原子一样,也是不可穷尽的”和“在生产斗争和科学实验范围内,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”这些马克思主义的根本原理,对“基本”粒子演化假说作进一步的说明。     

奇异原子X射线分析

一、奇异原子X射线的产生和特性当低能(1～2MeV)质子入射到靶物质中时,会激发出特征X射线.利用这种射线对元素进行分析,叫做质子激发X 射线荧光分析.由于轻元素激发所放出的X 射线的能量太低,所以用这种方法不能对轻元素进行分析.与质子激发X 射线荧光分析相类似,当一些负的“基本”粒子,如负μ介子(μ~-)、负π介子(π~-)、负K 介子(K~-)等入射到物质中时,     

科技传真

夸克理论面临挑战 科学家最近在德国汉堡强子电子环形对撞机上进行的实验表明,目前被认为不可分割的物质基本单位夸克可能由更小的粒子组成。 来自德国、英国等国家的科学家分成2组进行实验,他们得出了相似的结论,即夸克可能由更小的粒子“小夸克”(Leptoquark)组成。这一结论对统治近代粒子物理学20多年的夸克理论形成强有力的挑战。 夸克理论认为,夸克共有6种,是组成物质的基本单位,是不可分割的。包括质子在内的强子由3个夸克组成。根据这一理论,当大量电子与质子相撞时,会有少数电子与质子中的夸克撞个正着被反弹回来,因而一定数量的电子和质子在以一定速度相撞时,反弹回来的电子数量也是一定的。然而科学家们在实验中却发现,实际反弹回来的电子数量远超出了预计数量。     

"弦理论"真玄吗

探索自然界最基本的物质组成是人类孜孜以求的梦想,从麦克斯韦的电动力学到普朗克的量子力学,所有的物理理论都把物质世界的基本组分看作一些大大小小的“点粒子”,认为自然界的物质组成及其运动变化都可归结为这些“点粒子”的行为。     

微观宏观两极的合拢

隐藏在原子的内心的,是宇宙结构的秘密。基本粒子物理学-关于物质的最终结构单元以及它们的结合规则的探索-是育关于小得不可再小的东西。宇宙学-关于星体、星系以及宇宙本身的起源和演化的研究-讨论天地万物中最大者。在这两个极端之间,其它科学可以按照它们所研究的系统的大小排成次序。科学的阶梯从粒子物理学开始,向上到核子物理学,原子物理学,     

建立《太极基本粒子》学说刍议

质能互易宇宙生，粒表质时点点清，力起如波层层浪．人智经验科学兴。一、导言：“夸克非最小，还可向内剥”1996年2月7日笔者读到《纽约时报》的一则通讯，要旨如下；在芝加哥费米实验室庞大的粒子加速器工作的科学家报告说：“长久以来被认为是原子里最简单的结构成分‘夸克’（quark），可能是由更小的物质构成，并有其自己的内部结构”。费米实验室的报告是大约450名物理学者、工程师和技术人员操作该室中一台撞击探测器（ColliderDetector）所得的结果。该研究小组用了4年时间，收集并分析资料后，才于2月7日宣布上述发现的。如果未来…     

从铀放射性发现到同位素的发现（1896—1913）：为纪念α射线和β射线发现100？

从１８９６年铀放射性的发现到１９１３年放射性同位素和位移律的发现的１８年，是核物理学和放射性化学的奠基阶段，也是人类深入原子内部探索物质变化的第一阶段。在这一阶段，随着α射线和β在１８９８年的发现，和１８９９年和β射线及１９０－２年对α射线的物质性的确定，α粒子和β粒子便成了放射性研究的重要工具。     

1930年以来的粒子物理学——自然界简单性和一致性观念的进化史

1930年以前,原子物理学认为只有质子和电子是物质的基本结构单位即“基本粒子”。这种只有在两种基本粒子的观点与物理学家们对自然界秩序的过分简单化的看法非常一致。而且人们发现这两种基本粒子都带有电荷和质量。因此,很多物理学家包括象玻尔(Bohr)和爱丁顿(Eddington)这样的领袖人物,对于中微子和中子具有基本粒子特性的假设在很长一段时间里都持怀疑态度。按照他们的观点,承认这些新的基本粒子,会带来两个不愉快的后果,第一,这会动摇长久以来人们对自然界简单性原则的信任;第二,这意味着无电荷、无质量这种光子的属性也会成为任何基本物质粒子的自然属性。除掉这种怀疑论以外,在一些理论家中,还有一种实证主义观点,不愿在理论上承认这种“没有观测到的粒子”。另一方面,某些实用主义的理论家则大胆地表示,愿意引入没有观测到的粒子,以便取得概念上的突破。自从本世纪四十年代后期以来,大量的所谓多余粒子的意外出现,极大地震动了原子物理学家们,同时也使他们的脑子大为开窍。他们已经认识到,复杂微妙的对称和守恒定律必须设法达到对各种亚原子现象的完全统一,他们还倾向于发展一种新的信念:即便不能发现或观测到独立状态的“真正的”基本粒子,也不能证明它们并不存在。     

人类面临十大潜在威胁

粒子实验可以吞噬地球 科学家通过粒子加速器使粒子达到光速后,互相进行碰撞,以此来研究微观世界的能量定律。由于被研究的物质是如此之小,人类也许从不担心粒子会构成什么威胁。但是最近,一些严肃的科学报告指出,在美国长岛的“粒子加速器”实验或“相对论重离子”碰撞实验,可能会产生一个微型黑洞,它将慢慢吞噬地球上的一切物质,包括地球。