关于复合粒子场论的若干问题

一、问题提出近二十多年来,在基本粒子理论领域内一直是以“点模型”或定域场论作为理论探讨的出发点。每个基本粒子都对应于一种基本场,场的量子方程就描述了各种基本粒子的产生、消灭和转化现象。定域场论特别是量子电动力学取得了很大成功。     

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。     

基本粒子物理学的最新研究工作(联合原子核研究所的工作)

许多国家的几百位学者对基本粒子物理学问题进行着研究。现在,由于他们的工作结果,对于过去是神妙不可测的这一物理学领域,已经获得了许多很有意义的知识。他们发现了许多“族”的基本粒子,但是还有更多的诱人的问题有待解决。     

2008年度诺贝尔奖获得者

诺贝尔物理学奖 瑞典皇家科学院10月7日宣布，2008年诺贝尔物理学奖授予美籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英，以表彰他们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。     

超弦理论——引力量子化猜想的探讨进入了新阶段

长期以来,人们都认为基本粒子由点粒子构成,可是如今不少科学家已相信,基本粒子是由极短的弦构成的.超弦理论得到了许多点模型理论所得不到的结果,所以已受到了越来越多理论物理学家的重视.《超弦理论》一文介绍了超弦理论的特点及已取得的研究结果,颇值一读.     

勇攀高峰,把基本粒子理论研究搞上去——中国科学院召开基本粒子理论座谈会

在英明领袖华主席关于“科学要兴旺发达起来,要捷报频传”的号召鼓舞下,中国科学院于8月1日至20日在安徽黄山召开了“基本粒子理论座谈会”.会议在“百家争鸣”方针指引下,总结交流了国內基本粒子理论研究的成果;分析了近年来在国际上高能物理实验和基本粒子理论研究所取得的成果.许多单位作了学术报告,学术空气活跃.报告和讨论主要围绕新粒子,及相互作用和层子模型的发展等三个专题进行.此外还进行     

揭示质量来源之谜——2013年诺贝尔物理学奖

我们都知道，我们自己和周围的事物都是真实存在的，它们都具有质量。然而。这个我们所熟知的现象却一度困扰着科学家．因为科学家在很长一段时间内不知道物质为何具有质量。这个谜底在1964年被比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒、英国理论物理学家彼得·希格斯等人揭开了，他们认为有一种玻色子赋予了其他基本粒子以惯性．从而让物质具有了质量。他们也因此获得了2013年诺贝尔物理学奖。     

国际科学交流与动态 日本理论物理学的发展与现况

我能够在为了新中国的建设而努力于使物理学更好地发展的中国物理学者们面前得到讲演的机会,感到十分光荣。新中国的建成是全亚洲各民族解放的基础,是世界和平的堡垒。我除了对诸位在这一伟大事业上所获得的成就衷心祝贺之外,同时顶祝今后获得更大的发展。我作为第一个访问解放后的中国的日本理论物理学者,有义务把日本理论物理学的发展和现况介绍给诸位。虽然理论物理学的范围很广,但我只能谈一谈我的专业,也就是“基本粒子论”。基本粒子论从语义上来说是“基本粒子的理论”,但我们一般却用于稍微广泛一些的意义上,即包括理论原子核物理学的全部。在日本研究基本粒子论的人数非常多。这就形成日本理论物理学的一个特征。     

名词解释

规范场基本粒子理论要求描述运动规律的场方程,在场算符经过某一对称变换后,仍保持不变.这些对称变换中有些是反映基本粒子的内部对称性的.如同位旋空间的转动,位相因子变换等.如果这些对称变换又与时空有关,则叫做定域对称变换.一般说,在定域对称变换下,场方程是     

基本粒子的标准结构和质量计算模型

本文通过对基本粒子的衰变产物、自旋及质量进行全面分析,提出了基本粒子标准结构的假设,并由此建立了一种基本粒子的质量计算方法.利用该计算方法可以对基本粒子质量进行较为准确的计算,对文献记载的73种基本粒子计算表明,78％的基本粒子的计算误差在±2％之内。22％的基本粒子的计算误差在±(2—4)％之间.关键的是提出了一种系统的有关所有强子的质量计算方法。且该方法具有很好的准确度.     

物理学标准模型路在何方?

<正>μ子实验结果让物理学一片混乱。与基础理论相悖的反常实验结果迫使物理学家踏上了寻找新理论解释的艰难道路。物理学家现在应该很是兴奋。2021年4月,一项实验显示,一种叫作"μ子"(缪子、渺子)的基本粒子具有很强的磁性。至少从表面上看,这个令科学界大呼意外的结果意味着现有基本粒子理论并不完备。如果实验与理论之间的这种差异得到证实,那将是现有理论自50年前问世以来首次无法解释实验结果——而物理学家最爱的事莫过于证明某种理论错误。     

核力唯象理论

一引言核力是原子核理论中重要问题之一。对于核力的理解是系统地研究原子核结构和变化的基础。但这牵涉到基本粒子相互作用的问题,现有实验知识已清楚地证明了核子(质子和中子)间的相互作用极其复杂而多样化。最终地解决核力问题还有赖于基本粒子物理学在实验上和理论上的重大进展。现阶段研究核力问题的主要目的是从分析实验数据出发,以求对于核力     

《物质的统一和相互作用的统一》校译后记

《物质的统一和相互作用的统一》一文,是1979年诺贝尔物理学奖金获得者之一、美国哈佛大学教授、著名理论物理学家格拉肖(S.L.Glashow)博士去年在耶路撒冷纪念爱因斯坦诞生一百周年大会上所作的报告,原题为《基本粒子物理学的新、老发展方向》.他从原子论的建立一直谈到基本粒子理论的前沿领城——大统一理论,强调了物质结构的统一和相互作用的统一这两条研究线索的关系.这个报告由格拉肖教授来作,无论从内容或时机上,都是再恰当不过的了. 科学史上,尤其在基本理论研究方面,有些研究工作虽     

物理学——最小作用量所在之处

大自然基本上是懒惰的——它总是采取最小作用量的路线。把这个概念提升为原理并赋予它以情确的数学意义之后,物理学家们发觉他们能以一种统一的形式描述从板球到基本粒子的任何事物的运动。     

超对称性和超引力场

目前有大量的实验证据支持用重整化的规范场来统一描述弱、电、强三种相互作用。尽管这种理论取得了很大的成绩,但它还有些基本缺点。例如,把描述夸克的量子色动力学与弱电统一模型结合起来,要有20多个任意参数,而理论对这些参数不能给出任何预言。即使用大统一理论也不能把这些任意参数减少很多。另外,在大统一理论里有两个不同的质量尺度:一个是传播弱作用力的中间玻色子,其质量约100千兆电子伏;另一个是用于统一弱、电、强的大统一子的质量,约为10~(15)千兆电子伏。这个大的质量差异,从理论上是无法解释的。同时在量化场的重整化过程中这个质量差又是不稳定的。还有其他一些问题,例如,大统一场理论不能对基本粒子谱作出解释,同时,理论还没有把引力场包括进去。但是,当基本粒子质量达到普郎克质量(10~(19)千兆电子伏)时,引力场对基本粒子的作用就变得很重要了,必须考虑引力场。     

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.     

理论物理学家朱利斯·外斯逝世

著名理论物理学家朱利斯·外斯(Julius Wess),于今年8月8日在德国汉堡逝世,享年72岁。他生前致力于探索宇宙中不可见的内在对称性理论,这些理论可预言某类新的基本粒子的存在。     

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     

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&#8226;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。     

电子的发现

正当历史的车轮快要进入二十世纪时,物理学也令人欣慰地放射出新时代的曙光.1897年,人们对物质结构的研究取得了一次重大的突破,比原子更深一个层次的电子被发现了!但当时谁也没能料到,这即是人类发现的第一个“基本粒子”,人类对种类繁多的基本粒子世界的开拓,就是从这里开始的.如今,基本粒子大家庭的成员已骤然增加到三百多个,基本粒子物理学已成为一门人类探索物质世界结构的最前沿的科学.因此,我们追溯一下电子是怎样发现的,深刻认识这一发现的科学和哲学意义,对于了解基本粒子物理学的历史渊源,促进科学研究与发展,是有助益的。