天使粒子

<正>7月21日凌晨,张首晟及其团队在美国科学杂志上发表了一项重大发现:在整个物理学界历经80年的探索之后,他们终于发现了手性Majorana费米子的存在。这一发现,验证了由意大利理论物理学家Ettore Majorana在80年前提出的预测——存在一类没有反粒子的粒子。同时也证明了存在一种比量子还小的单位,这将对现在的量子理论带来巨大的改变。     

反物质为何物

去年12月,《科技日报》评出了1998年26件世界重大科技新闻,其中有2件是关于反物质的。6月2日探测反物质的阿尔法磁谱仪上天运行;9月欧洲核研究中心建成世界上第一座反物质工厂。反物质的研究已经成为人们关注的热点。那么,什么是反物质呢? 这要从1928年英国物理学家狄拉克的预言说起,他说,宇宙中每一种普通的物质粒子,都有其伴生物——一种与其对应的反粒子。例如,电子——反电子(又称正电子),质子——反质子等,它们两者质量相同而电荷相反。以     

爱因斯坦引力理论和狄拉克电子理论之间的矛盾

本文通过联合考虑爱因斯坦引力理论和狄拉克电子理论,发现在爱因斯坦引力理论和狄拉克电子理论之间关于电子场的能量动量运动存在着一个矛盾。这个矛盾表明爱因斯坦引力理论不能描述带半整数自旋的粒子的引力作用。如果假设狄拉克电子理论是正确的,我们必须修改爱因斯坦引力理论。     

2008年诺贝尔物理学奖获奖成果解读

现代物理学理论认为,宇宙大爆炸时应产生同等数量的粒子与反粒子,二者相遇会湮灭,同时释放能量。如果真是如此,整个纷繁复杂的物质世界、包括人类自身都将不会存在。     

包里矩阵的微分算符表示

对於狄拉克粒子的自旋和它的本徵函数,通常都是用矩阵表示的,这篇中指出:假使我们用微分算符来代替矩阵表示的话,那末可联系到狄拉克粒子的自旋,相当於在複变空间中的角运动量的古典模型,而它的动径为零。     

严谨一例

1955年,一位物理学史学家到剑桥大学意欲结识英国著名的物理学家狄拉克。经人指引,他在一个学院的饭厅里见到了狄拉克,后者正在用餐。     

反粒子和反物质概念的形成和发展

在人类认识自然的过程中,对反粒子和反物质的认识是一步巨大的跃进。它向人类展示了一幅物质世界的新绘景,迫使人们接受一些新的观念,抛弃陈旧的认识。从认识论的角度上看,这个理论的发生和发展是非常典型的,是完全符合辩证唯物主义认识论的。虽然有不少作者,例如:汉森(N.R.Hanson)、布隆伯格(J.Bromberg)、布朗(L.Brown)和莫耶尔(D.F.Moyer)等人已经从不同的角度就类似主题发表过文章,在创立这一理论中起了决定作用的著名英国物理学家狄拉克(P.A.M.Dirac)对这段历史已作过详尽的、引人入胜的回忆。但是作者认为,对这一过程作一介绍,尤其是从认识论的角度来对这一过程的发展作一些分析,还是不无裨益的。     

双荷子与反双荷子

本文利用SU(2)规范场,获得了与带有拓扑荷粒子相对应的反粒子(例如反双荷子)存在的结论。此外,文中还得到带复(数)量电磁荷的粒子,也有存在的可能。     

NO.4:实验发现三重简并费米子

正组成宇宙的基本粒子可分为玻色子和费米子。现有的理论认为宇宙中只可能存在三种类型的费米子,即狄拉克费米子、外尔费米子和马约拉纳费米子,其中狄拉克费米子具有四重简并,外尔费米子和马约拉纳费米子具有两重简并,而三重简并的费米子在宇宙中是不存在的。这三种类型的费米子也能够以准粒子的形式存在于固体材料中,其中狄拉克费米子和外     

安德森与正电子的发现

1932年,安德森通过对宇宙射线的仔细研究,发现了第一个反物质粒子——正电子,并因此获得1936年诺贝尔物理学奖.2012年恰逢正电子发现80周年,现在回顾正电子发现的历程以及对正电子发现做出贡献的科学家是很有意义的.本文围绕正电子的发现这一历史过程简要介绍安德森的生平以及狄拉克关于正电子存在的预言,并介绍了中国物理学家赵忠尧所做的工作.     

中国科大为寻找“上帝粒子”作贡献

正本刊讯近日,欧洲核子中心正式宣布发现一个新粒子,而这个新粒子很可能就是几代物理学家寻找了数十年、被称为"上帝粒子"的希格斯玻色子。中国科学技术大学研究团队在探测器制造、科学研究及数据分析等方面作出重要贡献。以英国理论物理学家彼德·希格斯名字命名的希格斯玻色子,是物理学基本粒子"标准模型"理论中最后一种未被发现的基本粒子。多年来,科学界一直致力于证明它的     

Q:正物质与反物质湮灭后,它们的其他能量如引力势能哪去了?

正A:根据量子场论,当一个粒子和自身的反粒子相遇,就会有一定的概率湮灭并以光子等形式释放出能量。但在量子场论中我们一般是不考虑万有引力的,而是将时空背景默认为是曲率为零的平直的闵可夫斯基空间(Minkowski space)。虽然物理学家们暂时还没有一个完整的量子引力理论,但我们可以利用广义相对论来理解这些湮灭过程所释放的能量的引力效应。这里我们不用牛顿的万有引力理论,是因为在经典力学中引力的来源是物体的质量,然而     

费米海与狄拉克海中的单粒子态——从球形核狄拉克方程说起

在原子核的协变密度泛函理论中,核子的运动方程——狄拉克方程是核心内容之一.本评述结合球形核中核子狄拉克方程的数值求解,讨论费米海与狄拉克海中单粒子态及若干相关的物理问题.首先以打靶法为例较为详细地介绍在坐标空间中求解狄拉克方程的过程,以伍兹-萨克森基(包括薛定谔-伍兹-萨克森基和狄拉克-伍兹-萨克森基)展开方法为例介绍在基空间中狄拉克方程的求解方法.完备性的条件要求狄拉克-伍兹-萨克森基空间不仅要包括费米海中的正能量态,而且要包括狄拉克海中的负能量态.因此,需要把单粒子态的研究从正能量态拓展到负能量态.结合负能量态的研究,介绍与这些负能量态对应的反核子谱中存在的自旋对称性及其起源.     

电子间互作用图示

几乎所有当代物理学家都研读过狄拉克的《量子力学原理》,狄拉克自己也非常欣赏这本书.因为它除了其他优点外,还有个好处是一张图也没有.然而,利用各种图来代替成千上万的词句,将能很快地领会其物理意义.目前,已有几本关于量子场论方面的好书,但学生会被繁杂的会计式的理论计算所困,难以看出问题的实质所在.本文试用图示法定性地描绘出两个电子互作用的物理机制,以加深对场的认识.     

量子引力对狄拉克粒子隧穿行为的影响

本文讨论了二维时空中狄拉克粒子的隧穿行为.标准的霍金温度通过狄拉克粒子隧穿视界得到.当考虑到量子引力效应时,黑洞的温度不仅由黑洞本身决定,同时,还受辐射粒子的能量和质量的影响.     

光子、暗物质粒子、普朗克粒子与狄拉克大数

讨论了光子、中微子（或暗物质粒子）的静质量，从不同的观点和方法对黑洞质量，核子质量，光子质量，暗物质粒子质量和普朗克粒子质量作了估算，发现它们与狄拉克大数存在某种深层的内在关联。     

γγ对撞机上中性Toppion介子的产生

在标准模型 (SM )中 ,人们预言存在一种基本的标量粒子 :Higgs粒子 ,利用Higgs场的对称性自发破缺机制使规范粒子获得质量 ,并利用汤川耦合方式使费米子获得质量 .但是 ,至今SM所预言的Higgs粒子在实验上还没有找到 .另外 ,SM中的Higgs部分还将导致理论的“平庸性”和“不自然性”等问题 .因此 ,目前多数理论物理学家深信 ,在更高的能标下 ,SM所描述的相互作用规律和粒子性质可能不再完全正确 ,会有新的相互作用和物理现象出现 ,SM只是某种更基本理论的低能有效形式 ,可能存在超出SM的理论 (通称新物理 ) .一些物理学家提出了电弱对…     

Higgs之后, 基础物理何处去？

 2014年2月23日晚,一场名为“希格斯粒子发现之后：基础物理学向何处发展”的论坛在清华大学举办,诺贝尔物理学奖得主David Gross、Gerard‘t Hooft,菲尔兹奖和基础物理学奖获得者Edward Witten,基础物理学奖获得者Nima Ar-kani-Hamed,基础物理学奖获得者Jo-seph Incandela,狄拉克奖和樱井奖获得者Luciano Maiani,日本东京大学卡弗里数物连携宇宙研究机构主任Hitoshi Mu-rayama,潘诺夫斯基实验粒子物理学奖获得者、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳等8位世界一流物理学家作为嘉宾参加论坛。     

标准模型与超出标准模型的物理学

20世纪60年代末在非阿贝尔规范理论框架下建立起来的基本粒子的标准模型，成功地描述了强相互作用和电弱相互作用，广泛地被用来处理粒子物理的各种实验现象。但是由于它有太多的参量，以及不能很好地解决很多重要的问题，人们普遍认为它并不是一个粒子物理的终极理论。因此寻找超出标准模型的新物理就成为21世纪粒子物理学家迫切的任务。     

试论反粒子的物质观

本文基于正反粒子的镜像对称原理,以及反原子的客观实在性,探讨了反星系的存在与发掘基本粒子潜能的可能前景。 概括与阐明反粒子的物质观,既是人类物质观念的继续延伸,也是丰富与发展辩证法物质观的必然要求。