世界上最大的粒子加速器探秘

要认识肉眼看不到的粒子,我们首先想到的办法是什么?是显微镜,电子显微镜或是原子力显微镜.没错,要看清肉眼看不到的粒子,就得靠显微镜.但是,要认识它们的性质,就得修建庞大的仪器,粒子加速器就是这样一种大型仪器.     

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。     

从夸克到宇宙

物理学家已经建立了一种描述我们周围普通物质特征的粒子和力的标准模型.同时,天体物理学和宇宙学空间观测已经揭示出,我们对宇宙的图像的认识是不完备的,宇宙大约96%的份额不是由普通物质构成的,而是由其他一些神秘的东西--暗物质和暗能量--构成的.我们已经认识到,实际上我们并不知道宇宙的大部分是由什么构成的.认识这种未知的"新"宇宙有赖于研究物质最基本单元及其性质的粒子物理学的突破性发现.     

夸克和宇宙

在下一个15年里，宇宙学的未来也许并不清晰。像以前一样，宇宙可能再一次超出了我们的掌控；也许就像粒子物理学家希望他们的标准模型是成功的一样，就宇宙学而言，我们会有更高的精度却没有更多的认识——[编者按]     

核子自旋之谜

质子与中子属于本世纪首批发现的亚原子粒子之列。它们居于原子核内、因此被称为核子。我们日常生活中所碰到的一切东西(包括你正在读的这一页文章以及你本身)．其组成成份的99．9％都是核了(剩下的0．1％是电子)。经过80年的实验研究和理论分析之后，我们已经了解了核子的许多性质，但是它们的某些基本性质对我们来说仍然是一团出人意外的谜。     

大型强子对撞机的一次重大维护升级

<正>在阿尔卑斯山脉的地下深处，科学家们几乎无法抑制他们的兴奋之情。他们交头接耳，谈论着那些将彻底改变我们对于宇宙之认识的发现。“自从成为粒子物理学家以来，我一直在寻找第五种力，”山姆·哈珀博士（Sam Harper）说，“也许就是今年了。”在过去的20年里，山姆一直在试图寻找第五种自然力存在的证据，此前，物理学家们已经发现了四种自然力：引力、电磁力和两种核力。他把希望寄托在大型强子对撞机的重大维护升级上。这是世界上最先进的粒子加速器——这台巨大的机器通过使原子相互撞击将它们粉碎，以探究它们内部有什么。     

物理学中的共振如何塑造现实

<正>歌剧演唱家的声音可以震碎酒杯。其中的原理也是亚原子粒子存在的基础。每当物理学家宣称发现了一种新粒子的时候，无论这种粒子是希格斯玻色子还是最近发现的双粲四夸克态，他们实际上发现的是从原本平滑的曲线上升起的一个小凸块。这样的凸块是“共振”的明显特征。共振是自然界中最普遍的现象之一。共振现象可以说是各个领域的基石，无论是音乐，还是垂死恒星的核聚变，甚至是亚原子粒子的形成，从日常生活到极小的尺度，都受到共振的影响。     

科普:科学家的社会责任

2002年,我受丁肇中教授邀请,前往位于日内瓦的欧洲核子研究中心(CERN)访问,认识了一位来自宝岛台湾的物理学家,他陪同我们参观了CERN地下巨大的粒子加速器,并将深奥的物理知识,解释得极其通俗、生动,令我甚为钦佩.     

不信邪的何祚庥院士

近日，我读了何院士的新出《我不信邪》，得益匪浅。对于何院士，我一向是推崇备至的，这不仅因为他是我国反对伪科学的旗帜，而且又是一位杰出的科学家。 作为一位科学家，何院士的贡献主要有层子模型、复合粒子场论，并因此获得国家自然科学二等奖。他的复合粒子场论是在继承前人成就的基础上有创造性的工作。值得一提的是，他近年来又转入宇宙论的研究，成为我国在这一研究领域中不多的科学家之一。所以，他涉及的领域从粒子之小到宇宙之大，在最大和最小之间寻找和谐与统一。对于何祚庥院士来说，人们崇拜他对科学的追求和探索精神，在…     

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”…     

物理学的新曙光

<正>大型强子对撞机上的粒子粉碎实验给出的结论正在逐渐得到证实，我们现在终于可以见识到这股新的力量及其背后更深层次的现实理论。物理学家哈利·克利夫这样说道。2021年1月20日，这是漫长冬日中的一个阴天。晚上6点30分，一个科研小组召开视频会议，共同度过了这个可能永远改变物理学的时刻。“我当时真的在发抖。”伦敦帝国理工学院的米蒂什·帕特尔（Mitesh Patel）说道。他和他的团队即将在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织粒子物理实验室揭晓众人期待已久的LHCb实验的测量结果。这一结果很可能会在最后推翻标准模型——我们目前描述自然界基本运作法则的最佳模型。     

内维尔·莫特（1905－1996）

内维尔·莫特（１９０５－１９９６）ＰｈｉｌｉｏＡｎｄｅｒｓｏｎ著朱鋐雄译物理学在人们的观念中常常是和宇宙的距离、庞大的粒子加速器和亚核粒子的深奥理论：大爆炸和大反冲等联系在一起的。然而．尚未为人们广泛认识的是，物理学中最忙碌的专业不是以上提到的那些，...     

善待别人也就是善待自己

大千世界五彩缤纷，人的性格也多种多样，人生活在这个世界上，并不是孤立地能够存活的。每天，同学们都会与父母、同学、老师、邻居甚至是陌生人发生一定的联系。那么，如何与他人相处呢？这可是我们日常生活中一件重要的事情，要学会与他人相处，必须要善待他人。善待他人是人类一种可贵的胸襟，可以说是一种美丽而富有爱心的人格。我理解的善待他人就是无害人之心。就是与人为善，就是成人之美，就是要求我们要有爱人之心，宽容之心，助人之心。     

圭多·阿塔瑞利(1941-2015)

正圭多·阿塔瑞利是令人尊敬的著名高能物理学家之一。他的科研精髓影响了整个物理学界,如果粒子物理学领域没有圭多的贡献,我们很难想像现在的粒子物理学会是什么样子。他于1941年7月12日出生于罗马,2015年9月30日于日内瓦辞世。圭多·阿塔瑞利(Guido Altarelli)的科学影响力无处不在。他最著名的贡献就是同物理学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi)一起发现了强子中夸克和胶子分布函数的演化方程。     

层展论的旗手——菲利普•安德森

文章综述了理论物理学家菲利普?安德森的生平和科学成就。安德森的科学工作既紧密联系实验又有深刻的普遍意义。他对凝聚态物理有很多方面的具体贡献，如确立了一些核心概念或者范式，特别是对称破缺。他建议用对称性自发破缺解决粒子物理领域杨-米尔斯理论中的规范粒子质量问题，而他在自旋玻璃方面的工作对生物学和计算机科学也有影响。 安德森在层展论（笔者译自emergentism）的崛起中居功至伟，他强调高层次物质的规律不是低层次规律的应用。笔者认为还原论和层展论是硬币的两面，相辅相成。     

暴涨的宇宙

30年前,《物理学评论D》中的一篇论文彻底改变了我们对宇宙起源的认识——来自粒子物理学的新观点暗示宇宙在其诞生之后极短的时间里可能经历了一个高速膨胀的时期。这一被称为暴涨的阶段,可以解释我们的宇宙是如何演化出其被我们观测到的密度和均匀性：暴涨不仅成为了宇宙学理论的核心原则,它还意味着任何有抱负的宇宙学家都必须学习粒子物理学。在20世纪70年代,     

11个物理难题牵涉的11种基本粒子

什么是暗物质?什么是引力?为什么宇宙如此平滑?这些谜题中每一个都含有一种粒子。在上世纪30年代末,诺贝尔奖得主伊西多.拉比(Isidor Rabi)得知发现了较重的电子,他为此问道"是什么原因造成的?"在过去的四分之三个世纪里,他曾多次重复这个问题。我们现在知道,困扰拉比的μ子是仅依照其质量不同而分的三个类电子的粒子家族之一。     

粒子物理现状和前景(上)

构成微观世界的基本组分和基本力 在20世纪早期，就已经确立了所有物质都是由基本组份——原子组成的理论。直到今天，物理学研究还保持追寻物质基本单元的观念。然而，关于构成物质的基本组份的认识，这100年间在不断发展。原子一开始它自己就成了它不是基本组份的证据，而更像是具有亚结构的物体：它们是由很小的原子核和围绕它的电子壳组成的(日益强大的粒子加速器使我们能更详     

知而告人告而以实——重读《高能粒子物理学漫谈》有感

时光倏忽，卢鹤绂教授离开我们已整整十个年头。在缅怀恩师的同时，重读他的一部论述当代物理学之前沿进展的著作《高能粒子物理学漫谈》（以下简称《漫谈》），似有新的感悟。限于篇幅，上面选载了该书中最短的第二章，其章题原为“范畴和目的”。全书篇幅虽不长（12万字），却充分展示了先生关于粒子物理发展的状况、趋势及其对当代科技之可能影响的“科学预言”性的精湛见解。