人造卫星为宇宙线的研究开辟了广阔的道路

到现在为止,最高而且可靠的宇宙线观察是在30公里高的地方进行的。苏联人造卫星的轨道最低在四百公里,最高到一千公里,差不多比三十公里要高二三十倍。在这样高的地方观察有没有好处,我想很多同志都会回答说:高处观察有很大好处。但是有怎么样的好处呢?是不是在人造卫星上研究宇宙线会得到有革命性的结果呢?现在我就想谈一谈这个问题。宇宙线的研究有二方面,一个是大的和远的一方面,就是研究原始宇宙线与宇宙线的起源。这是与天文学有关的问题。另一个是小的方面,就是基本粒子互相之间的作用力的问题,也就是用宇宙线来研究基本粒子的作用力。     

是物理学的终结吗？

当今,与物理学的热点中心有关的基本粒子物理学,有时被投之以这样的提问:在这个领域中提出的任务解决后,是否从整体上看,一个物理学的终结随之就来到了呢?或许有人会给出这种论证:由于所有物质和全部辐射均由基本粒子组成,因此,由它们的特性和行为所决定的定律的全部知识——譬如在一个“宇宙方程”之中——也就必定在原则上为全部物理过程确定     

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。     

基本粒子的演化和河外星系的光谱位移

最近,唐孝威同志在《基本粒子演化假设和河外星系红移解释》一文中提出了包含这样一个意思的唯象假设:宇宙中基本粒子的静止质量不断地、缓慢地增大,且有确定的“静质量相对增长率”,如果取相对于现在地球上观察时间向过去推回的时间间隔为(-t)(这里和该文稍有不同,他把这个时间间隔定义为(t)),则他的假设可以写成:     

SU_3~(2)八重态矢量介子和长寿命重粒子

最近在实验中发现了质量为3.105GeV.,衰变宽度小于1.9 MeV.的粒子。发现者称之为J粒于或ψ_(3100)粒子。接着又在实验中发现了质量为3.695GeV.,衰变宽度小于2.7MeV.的粒子。发现者称之为ψ_(3700)粒子。这二个粒子的显著特点是:它们的质量比任何在实验上已经确证其存在的基本粒子为重,但是它们的寿命比强子高激发态的寿命长百倍。它们的发现为探索基本粒子的结构提供了新的线索。 可以将在实验上已经发现的,或在理论上正在广泛讨论的基本粒子分为三类:     

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。     

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。     

质量的起源

质量是什么?从平常的尺度来看,这似乎易于理解。物体包含的物质越多,它就越重;但在较小尺度上,在物质的基本粒子水平上看,就不完全了解质量的真实意义。很幸运,我们对其了解的前景已大有进展。高能实验已近于测试关于粒子质量问题的似乎有理的解释。这些概念的被肯定或被否定,其结果都将使我们更进一步地搞清质量的意义。     

自然界的左手性

基本粒子物理与药物酞胺哌啶酮所引起的胎儿畸形事件有什么关系呢?在制酒工业,晶体形状,合成化学和理论物理学等方面都已经发现了这种关联的线索,所有这些都与自然界的左手性有关。     

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。     

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.     

宙学新进展

20世纪初的1901年,第一次诺贝尔物理学奖授予X射线的发现者以来,物理学已有了很大的发展。从物质的终极夸克到宇宙的尽头,科学家在不断地努力进行探索。 诺贝尔奖级宇宙学 不久前,现代宇宙学的进展使人们以为似乎终可解开宇宙起源之谜了。其主角是基本粒子的大统一理论。那么其后它的进展状况如何?诺贝尔奖级的大发现现在又在何处呢? 据有关专家讲,80年代,基本粒子宇宙学没什么进展,90年代的宇宙学则转换成更重实证的观测。 虽说都一概称做宇宙学,当前却有三大不同类型的研究。①对150亿光年这一宇宙可见范围的天体进行观测;②对宇宙可见限度内的波动的     

环环相扣的"统一理论"

“统一理论”在发展物理学家喜欢一切简洁明了的事物。他们认为,整个宇宙必定是由一套单纯的规律支配着其运行,但是让他们不安的是他们现在必须依赖两套理论:一个被称为量子力学(描述构成物质的基本粒子和这些基本粒子之间的相     

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。     

夸克春秋

夸克——仅仅是海鸟的叫声吗?1964年,美国著名物理学家盖尔曼和兹韦格仿照门捷列夫排列元素周期表的方法,将当时已知道的100余种基本粒子排列成一张表,结果出现了奇迹:这百余种基本粒子,可以归纳为三种带分数电荷的新粒子的组合。盏尔曼称这三种带分数电荷的新粒子为"夸克"。当时的物理学界,既不知夸克是虚是实,又不知盖尔曼的寓意是什么,因为在盖尔曼之前,夸克一词只有爱尔兰作家乔伊斯的意识流名著《芬尼根思王三声夸克》中提到过:"给马克王三声夸克"。作家乔伊斯的夸克是一种海鸟的叫声,至于它在当代前沿科学——基本     

近年来基本粒子物理理論研究的发展

自从1960年以来,我国基本粒子理論研究工作又得到了进一步的发展。每年发表論文的数量有显著的增加,研究工作的領域也較前寬广。在这三年半內,我国基本粒子理論工作者在《中国科学》、《物理学报》,以及苏联的《     

小鬼计划--捕捉中微子

中微子是形成我们世界的基本粒子之一,在宇宙中,中微子数量庞大且无所不在,即使现在,也就是你阅读这篇文章的时候,在你的一个手指头上,大约每秒钟就有10~(20)个中微子正穿过,只是你感觉不到而已,因为大多数中微子什么也不干,仅仅是通过你的身体,科学家因此也就把它们称为“小鬼”。中微子连地球都能穿透,如何捕捉这些“小鬼”呢?这是有史以来科学家所面对的最大挑战之一。     

量子色动力学

1978年8月24日到8月30日,在日本东京召开的第十九届国际高能物理会议上,呼声较高的一个内容就是量子色动力学。会议期间,许多科学家的报告指出:目前基本粒子的高能实验结果与量子色动力学     

神秘的夸克——基本粒子物理学面临的问题

在亚微观领域中,物理学引入夸克作为基本单元,取得了很大成功。但是夸克至今仍未被单独测量到,它始终禁锢着。面对这个矛盾,基本粒子物理学应怎样思考呢?作者谈了自己的看法。     

从显微镜到望远镜:我国大型科学设施巡礼(四)

正关于"从显微镜到望远镜"的系列综述。从"格拉肖蛇"的尾部开讲,经过"基本粒子"、原子核和原子与分子层次.现在来到"蛇"的头部,就要"接"尾了。作为系列综述的结尾,本期介绍地球和天文层次的大型科学设施。天地玄黄,宇宙洪荒。在历史上.曾有"天圆地方"和"地圆天方"之争,又有"地球中心"与"太阳中心"之辩。现代科学告诉我们,太阳只是宇宙中无数恒星中的一颗,而