自然信息

荷电密度波系统有可能存在带分数电荷的准粒子在基本粒子领域中,夸克可能存在分数电荷;那么在固体物理领域中,是否也有可能存在带分数电荷的准粒子呢? 诺贝尔奖金获得者徐瑞弗(J.R.Schrieffer)及其合作者的最     

乔伊斯小说中的科学

读他的书简直像在糨糊里行走. --丁尼生谈本·强生 爱尔兰作家乔伊斯以小说《尤利西斯》出名,他很早就表现出突出的文学才能,九岁写诗,行年四十已经名闻遐迩.说到自然科学,乔伊斯从来没有学好过,尤其是数学.意味深长的是,今天任何人翻阅一本现代物理学教科书,都一定会碰到詹姆斯·乔伊斯这个名字.因为,基本粒子中最基本的"夸克"(quark)其名,就是理论物理学家盖尔曼从他的小说《菲尼根守灵夜》(Finne gans Wake)中拈来的.这段的原文如下:     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里·盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里·盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

夸克有内部结构吗?

"夸克"是目前人类所知的构成物质世界的基本粒子之一,也是在粒子物理"标准模型"中参与所有已知的基本相互作用的唯一的基本粒子.实验寻找比夸克更小的基本粒子,或者验证是否夸克具有更加细微的内部结构,这是现代高能物理研究寻找超出标准模型新粒子的重要手段,也是高能量前沿的重要研究课题.     

全球首次发现双粲重子

正欧洲核子研究中心2017年7月6日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。在现代粒子物理学的标准模型理论中,夸克是基本粒子,而重子是由3个夸克组成的复合粒子。几乎所有物质都由重子组成,其中最广为人知的就是组成物质原子核的质子和中子。夸克有6种,分别称为上、下、奇、粲、顶和底夸克,上、下夸克质量最小,奇、粲、顶、底夸克质量较大。质量大的夸克只能经由高能粒子     

质子的奥秘

人类利用原子能已有半个世纪的历史了。原子核中包藏着质子和中子,也是任何一个初中生都了解的知识。质子有多大?约10~(-15)m。它是如此微小,长期以来人们把它看成是一种像电子那样的、不可分的基本粒子。直到1964年,美国科学家盖尔曼提出夸克模型,认为质子是由3个夸克所组成。这是人类对自然界认识的又一个突破。5年后,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的科学家,利用其3公里长的加速器所发出的高能电子,轰击质子靶,结果有一个意外的发现:若把质子比作一个微球,那么现在他们看到,质子的电荷并非均匀地,而是成块状地分布在这个球体上,     

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。     

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     

为了探索自然的对称与和谐：爱因斯坦的宏愿在实现（下）

关于强作用的各种理论中,最受人重视的是量子色动力学,它是在1964年盖尔曼(M.Gell-Mamm)和奈曼(Y.Ne'eman)提出夸克模型之后建立起来的。该模型假定,强子皆由夸克构成:重子是由三个不同“色”的各种夸克构成的色单态,而介子是由正反夸克构成的色单态。这就表明,夸克除有“味”量子数(区别夸克     

默里·盖尔曼

正(1929—2019)默里·盖尔曼是美国物理学家,因提出夸克理论而获得诺贝尔奖。诺贝尔奖得主默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)设计的"八重道"给基本粒子世界带来秩序,他还构想了"夸克"的概念来解释这些粒子的结构。他于2019年5月24日在美国新墨西哥州圣塔菲的家中去世,享年89岁。     

宇宙射线中有新的物质发现

日本物理学家声称发现了宇宙射线中存在“奇异物质”的证据.他们的探测器已记录了两次独立的事件,每一次都能得出,射线中某种粒子的电荷为质子电荷的14倍,质量为质子质量的370倍.没有一种原子核能达到上述水平,但这些特征在预言所谓夸克块时倒是很精确的,物理学家们相信夸克是由一种被称为奇异物质的材料组成的.     

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。     

Ω~-粒子的发现

1964年,美国布鲁克海文国立实验室的一个小组宣布他们发现了一个新的基本粒子——Ω~-粒子。这个粒子正是1962年盖尔曼(Murray Gell-Mann)根据他所提出的八重法模型所预言的。实验结果与理论吻合得这样好,轰动了整个物理学界。这使人们不禁回忆起上一世纪门捷列夫根据周期表成功地预言新元素的情景,在周期表的背后不正隐藏着元素的原子结构的奥秘吗?而今,Ω~-粒子的发现使人类探索物质微观结构的战斗进入了更深的一个层次,新的一页又揭开了。     

自由夸克理论的弱化

英国卢瑟福实验室已取得大量证据来反对自由夸克存在的理论. 自从第一次提出夸克作为物质的基本构成物以来,物理学家一直在寻找单夸克的证据,但均告无效.理论上认为夸克以三个一组束缚在一起或成夸克-反夸克对存在于质子、中子或π介子等亚原子粒子中.夸克具有电荷,为电子电荷e的分数.这使单夸克容易探测.但大多数寻找这种分数电荷的实验均未成功.一个显著的例外是斯坦福大学W.Fairbank组的实验.他们声称已测到一些微小的磁悬浮的超导铌球上的分数电荷1/3e.但其他组的测量并未观测到在铌或其他金属上有类似的效应.因此推测Fairbank组的结果可能是铌球拾取了钨底板(制备时用)的分数电荷所致. 卢瑟福实验室利用他们的磁悬浮装置和各种样品(包括铌球)作了350次试验,均未观测到任何     

正电子化学

物质世界存在着一种正反对称性。基本粒子中除光子、π°介子、ρ°介子、η介子外,每个基本粒子都有它对应的反粒子,例如与带负电的电子相对应,存在着正电子。这些反粒子的质量、自旋、电荷量和正粒子一样,但电荷符号相反,其他一些量子数如奇异     

’96,世界科技成果回顾

高能物理 1996年2月,美国费米国立加速器实验室的科学家发现,夸克之间存在着剧烈的碰撞,并认为基本粒子夸克可能由更深层次的物质微粒组成,夸克或许并非自然界中最小的粒子;3月,美国国家实验室成功地将氢气转化成了电的良导体,使之星金属态达1秒钟之久,这是人类首次以令人信服的实验制成金属氢;年底,美国费米国立加速器实验室在基本粒子研究方面又获新的进展,继欧洲核子研究中心之后再次成功地用反质子和正电子制造出了7个反氢原子,以有力的事实向世人表明,大量生产反物质原子将是可能的。     

揭秘强子对撞机

强子对撞实验目的何在 粒子物理学的"标准模型"是一整套理论,它对强作用力、弱作用力、电磁力这三种基本力量和组成所有物质的基本粒子进行了描述.迄今,对这三种力的试验结果几乎都符合"标准模型"的预测,但这一理论的重要缺陷,是它无法解释物质质量的来源.     

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。     

一个满足SU(6)对称性的基本粒子模型

最近在SU(3)基础上提出的SU(6)对称性,进一步解释了基本粒子的一些重要的性质。和过去Wigner所提出的原子核结构的SU(4)模型相对应,SU(6)对称性可以看作是在三种基础粒子(夸克quark)之间只存在有Wigner力和Majorana力的后果。这两种力不会改变基础粒子的自旋,因此每个基础粒子的两个自旋态可以看成是两个独立的粒子,三种基础粒子就可看成六种独立的粒子,这样构成了SU(6)的六个基底。和Wigner的原子核模型一样,这个SU(6)模型必然是一个非相对论的模型。最近Salam等人把SU(6)群推广到相对论的(?)(12)群,但是他们发现相对论基础粒子的自由拉