物质世界的对称性破缺 ——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科•费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚（Makoto Kobayashi）和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。本文将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。     

寻找反物质世界

2011年5月16日,美国＂奋进＂号航天飞机进行谢幕飞行,将＂阿尔法＂磁谱仪（AMS-02）送往国际空间站。AMS-02是寻找反物质的又一把神奇的＂钥匙＂,在今后数年里它将在浩瀚苍穹中寻找可能存在的反物质世界。     

物质特殊形态猎奇

物质世界千姿百态,铺展出物理美的无数琦绮画面，提供物理理论臻美的无限丰厚源泉。物质形态多样各异。气态、液态、固态是人们日常接触到的物质三态，司空见惯，似不足为奇；其实，这三态显现、内蕴着种种奇妙的物理性状。至于等离子体、玻色-爱因斯坦凝聚卷，一般称作物质第四、第五态，往往是物质在极高温、极低温下的特殊形态当然，人们对物质之种种不同的普通形态和特殊形态的探索和猎奇，尚有无尽天地可予施展。但本仅着重讨论物质第四、第五态，由以描绘一下物质世界的奇异之美。     

多重世界中的多重生活

如果你认为量子物理是普适的真理,那你就应该相信有平行宇宙-- 尽管我的同事都知道它,但却几乎没有人真正读过它--2007年为了庆祝其问世50周年.休·埃弗雷特(Hugh Everett)博士的论文手稿被刊登在新书<多重世界解释下的量子力学>中.我依然记得,当我在伯克利研究生院后面的小书店里找到这本书的时候是多么的兴奋,一直到现在我都认为这是我读过的最才华横溢的书之一.--马克斯·蒂格马克     

超分子科学: 认识物质世界的新层面

经过近20多年的快速发展, 超分子化学已远远超越了原来有机化学主客体体系的范畴, 形成了自己独特的概念和体系: 如分子识别、分子自组装、超分子器件、超分子材料等, 构成了化学大家族中一个颇具魅力的新学科^[1,2]. 同时, 超分子的思想使得人们重新审视许多传统的但仍具很大挑战的已有学科分支, 如配位化学、液晶化学、包合物化学等, 并给它们带来了新的研究空间. 超分子化学的重要特征之一是它处于化学、生物和物理学的交界处, 体现在这些学科从不同角度揭示分子组装的推动力及调控规律. 在与其他学科的交叉融合中, 超分子化学已发展成了超分子科学, 被认为是21世纪新概念和高技术的一个重要源头^[3].     

在实验室中闪现物质-反物质对

何处是猎取希格斯玻色子(Higgs boson)或神秘粒子的场所,并在那里能设法做到物质与其反物质同时出现?看来,目前只有位于瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心的强大粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)有此可能。在美国物理学会最近于波士顿举行的一次学术讨论会上,有两篇报告叙述了极微量的这种稀奇之物质-反物质对能够在实验室中闪现。     

生物中心主义——建立在生物学基础上的宇宙新理论

当前．我们对于整个宇宙的全面理解陷入了困境。我们认为当代以物理学为基础的理论并不能完全描述物质世界．必须充分地将生命和意识考虑在内。我们称这种新观点为生物中心主义。     

昆虫蜕皮物质,在生命活动中扮演什么角色?

昆虫蜕皮物质,是调控昆虫蜕皮过程的激素(ecdysone),它不但存在于昆虫蜕皮过程之中,也存在于昆虫的其他生理节律变化时期;而且在低等植物蕨类、裸子植物、被子植物等众多植物类群中也有存在,并且其含量远高于昆虫中;在哺乳动物甚至人类某些特殊情况下也发现了这类物质.昆虫蜕皮物质,在生命活动中起什么样的作用?在生物界是不是蕴藏着一些共同的生命活动信息,这是一个很有趣的问题,它们具有怎样的生物学意义,已有一些学者提出过不少的假说.我们试图分析昆虫蜕皮物质存在或作用的种种现象,以及发生的变化,探讨这类神奇的物质在生命活动中究竟扮演什么角色.为此提出它们是具有"更生诱导物质"(revive inducer)作用的假说,认为"更生诱导物质"有可能是几个类型的物质协同作用,共同起效的结果.但我们可以通过一些对DNA的合成和有丝分裂等生物体发育和生殖诱导起共同作用的蜕皮甾酮物质,在宏观上对在生命现象中起调控或诱导作用的物质基础进行了解.     

量子世界,神奇得难以捉摸

<正>爱因斯坦曾说:"理论的真理在你的心智中,不在你的眼睛里。"与人们熟知的世界截然不同,自然界微观领域其实是个常人难以理解的量子世界。在量子世界中,经典物理规律已经不再适用,取而代之的是量子物理。不知是死是活的"薛定谔猫"、不知光子通过左缝还是右缝的双缝衍射实验,就是对量子物理奇特规律的绝佳描述。     

“冰立方观测台”：在冰层下寻找宇宙物质

旨在探测来自太空神秘微粒中微子观测台——“冰立方观测台”——于2010年年底在南极洲落成。这一世界上最独特的观测台被置于南极洲冰层2438．4米（8000英尺）以下,整个项目投资2．79亿美元,其中美国科学基金会投资2．42亿美元。该观测台的沿伸构建计划在冰层中钻探86个冰洞,放置5160个光学探测器．     

中国高能物理实验在世界的地位

高能物理实验是粒子物理实验在今天的名字。人类科学研究的三大任务是：物质结构、天体演化和生命起源。基本粒子实验的研究对象是物质结构，是用实验来回答物质的基本组分及其相互作用。以前，人们普遍认为，一切物质都是由质子、中子和电子构成的，在那时，质子、中子和电子被认为是“没有结构的”和“不     

科学家或发现将带来崭新物质世界的新粒子

研究人员对来自美国能源部费米实验室粒子加速器的数据分析后认为,他们可能发现了一种新的基本粒子,也可能是一种新的自然力。但研究人员表示,这一结果还需进一步分析以验证是否属实。尽管还有很多疑问,但研究人员认为它并非     

英将研发世界上最强大激光 可撕裂真空结构

继大型强子对撞机实验后,最近,英国科学家计划研发世界上最强大的激光,旨在以此解答一些宇宙中最根本的问题。该激光器产生的强光束与太阳照在地球上的光类似,但它的光束仅集中在像针刺点那么大的斑点上。这种光纤足以撕裂宇宙中最基本的物质形态——真空状态。与人们所认知的常识不     

美哉,物理!(四)

<正>1.4道,可道,非常道;名,可名,非常名。这几句出于《老子》的名言,倒颇切合辩证唯物主义认识论的精神实质,物理学的进展脉络足可为之作证。物质世界是可以认识的,物理学的概念、原理、定律可以正确反映各种物质系统之物理性状和物理运     

在世界最高的河流上漂流（下）——天堂般的风光，炼狱般的旅程

世界最高河流的首漂科考考察漂流从7月13号正式下水。开漂地点选在当曲河源头,东经32°50′664″,北纬94°15′827″。按照预定的漂流方案,考察队分为2个组。一个组为漂流组,一个组为接应组。漂流组由杨勇、徐晓光、税晓洁、摄像小刘、桨手小杨5人组成。原定杨八爷是漂流组的桨手．由于头天的高原反应改为接应组成员。     

在地球深层搜寻暗物质——中国志在暗物质领域跻身世界前列

在地下1000多米深处,物理学家设置了液态氙陷阱来捕捉他们的猎物:即假设中的暗物质粒子,它们在穿越地球时很少同普通物质发生作用。虽然每个实验室建设成本高达1000万美元,但比起它们的目标——查清宇宙中占85%的物质的构成,还算是相对便宜。不     

科学的世界很精彩

进入2008年以来,科学家相继在生命科学领域取得了一系列重要进展。从全球疟疾分布精细图的问世,到成功造出活体心脏以及白血病致病关键细胞的发现,人类在了解自身的同时又向着征服各种顽症迈出了坚实的一步。随着空间探测技术的不断发展与完善,天文学家在加深对宇宙的认识以及对外星生命物质的探索方面也取得了长足的进步。一句话,科学的世界很精彩。     

联合国世界扶贫计划介绍——在今后十年内使全世界饥饿的人口比例减少一半

21世纪伊始，联合国秘书长签署新千年计划，推出《发展投资：实现千年发展目标的实际计划》的最佳策略，其中重要的一项内容是，在全世界范围内消灭极端贫穷和饥饿。为实施这一任务，联合国于2002年10月成立了扶贫工作组，规划具体方案，其目标是在1990～2015年的25年间，使饥饿的人口比例减少一半。扶贫工作组成员由不同背景的科技专家和管理人员组成。