其本粒子家族

大约在公元前450年,古希腊的哲学家德谟克利特,提出世界上一切物质都由一些基本的微小颗粒组成,并把这些微小颗粒取名为原子。现在大家知道,原子并不是物质的最小单元,还可以继续分下去,原子是由原子核和电子组成的。三十年代又发现,原子核是由质子和中子组成的。此后的十多年中,人们设想,所有的物质都是由电子、质子和中子这些最小单元组成的。于是,人们把这种最小单元叫做“基本粒     

生活在物质世界多幸运

世界是物质的 勿庸置疑,我们能够感知的世界是由物质组成.即世界上的万物,从大的星系、星云、太阳、行星,到小的陨石、树木、动物及微生物,均由物质组成.物质则是由分子组成,分子由原子组成,原子内部有原子核与电子,原子核是由中子与质子组成.现在人类发现的最基本物质结构是夸克,即所有物质最终都是由夸克和轻子组成.     

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     

探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。     

反物质之谜

1897年,汤母生通过研究阴极射线测出了电子的荷质比;1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核产生了氧原子并发现了质子;1932年,查德威克从α粒子轰击,铍的核实验中发现了中子。这样,我们对自己所处的物质世界有了一个基本了解:不带电的中子和带正电荷的质子组成了原子核,带负电的核外电子绕核旋转,原子核和核外电子组成原子;原子再组合形成各种分子,各种性质不同的物质分子形成了美妙和谐的物质世界。     

原子核的分子现象

为了了解原子核的结构和性质,长期以来人们用电子、质子、中子和α粒子(氦原子核)等轻粒子去轰击各种原子核,通过对观测数据的分析逐渐认识到,许多原子核的结构类似于原子的球形壳层结构(核壳层模型),而另一些原子核的结构则具有明显的整体形变(核集体模型),近年来,由于重离子加速器在技术     

物理学中11个最大未解问题

(续上期 )在超高温度和密度下 ,物质存在新的状态吗 ?在极端能量条件下 ,物质要经历一系列的变化 ,原子会分裂成它们的最小组成单元。这些组成单元是被称为夸克和轻子的基本粒子。就我们所知 ,这些基本粒子不会再分裂成更小的部分了。夸克非常喜好群居 ,人们从未看到过单个的夸克。相反 ,它们会与其他夸克结合形成质子和中子 (每个质子由三个夸克组成 )。进一步 ,它们会与轻子 (比如电子 )结合形成整个原子。例如 ,氢原子就是由一个质子和一个绕着它运动的电子组成的。接下来 ,原子会与其他原子结合形成分子 ,比如Ｈ2 Ｏ (水分子 )。随着温…     

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。     

π介子与原子核

原子核是由什么组成的?也许读过中学物理的人都能回答。那末,你是否对“原子核是由质子和中子组成的”这种答案的精确性产生过怀疑呢?为了说明这个问题,让我们简单回顾一下原子核组成的认识过程。历史的回顾1911年,物理学家卢瑟福在α散射的实验中发现了带正电的原子核的存在.1917年,他又在α与氦核的碰撞实验中发现了质子。当时人们已经知道了质子     

辐射生物物理

生命的起源和物种的进化都与辐射密切相关。自然界的辐射可分两大类:电磁辐射和微粒辐射,前者以电场和磁场交变振荡的方式在空间和物质中传递能量,它们是无线电波、微波、紫外线、可见光、红外线、X射线和γ射线,从量子论的角度看,它们都属于“光子”。后者指高速运动的基本粒子或由它们组成的原子核,如电子、介子、质子、中子和各种重带     

一类新的天然放射现象

天然放射现象是由于原子核里面力的不平衡而引起的。从根本上说来,核是由组成核的质子和中子间吸引的强力所束缚在一起的。然而,在质子间有一个排斥的静电力,它最终地限制核能够是多大。足够重的核,诸如具有很多质子的核,是以逐出荷电粒子而衰变的。这个现象是近一百年前为贝克勒耳所发现;逐出的粒子叫做α粒子,后来发现是两个质子和两个中子的束团,也就是氦~4原子的核。质子必定以束团的形式逐出,因为没有足够的能量把一个质子从与它最靠近的近邻撕开。在另一类衰变即核的裂变中,重核能够偶然地被分成两个接近相     

全球首次发现双粲重子

正欧洲核子研究中心2017年7月6日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。在现代粒子物理学的标准模型理论中,夸克是基本粒子,而重子是由3个夸克组成的复合粒子。几乎所有物质都由重子组成,其中最广为人知的就是组成物质原子核的质子和中子。夸克有6种,分别称为上、下、奇、粲、顶和底夸克,上、下夸克质量最小,奇、粲、顶、底夸克质量较大。质量大的夸克只能经由高能粒子     

重介子

一核型原子:中子、质子和电子我们现在所知道的物质的原子的结构是由盧瑟福和他的同事所发现的,这是我们人类创造性的想像力的伟大成就之一。根据这种原子结构的说法,一切原子都是由一个中央原子核及其周围的负电子所构成的;我们可以用一百种左右的化学元素来解释我们所知道的各种不同形式的物质,这些化学元素根据原子核的正电荷和其周围的相适应的电子数而各不相同。     

参加全苏高能粒子物理会议纪要

近几年来,原子能科学和工业的进展极为迅速,去年7月初苏联科学院在莫斯科召开的和平利用原子能会议以及同年8月同在日内瓦开的和平利用原子能国际会议的辉煌成就(见科学通报1955年9月王淦昌文和12月涂长望文),就充分证明了这点。但科学家们对于蕴藏着原子能的原子核,以及组成原子核的中子、质子和其他元粒子(即基本粒子)的性质以及与此相关的核力问题,还是知道得比较少。近年来科学家们在宇宙线实验和高能加速器的实验中,还发现当某几种粒子能量很高时与质子或中子碰撞后会产生各种元粒子,如介子、重介子、超子、反质子等。这些元粒子的产生,显然表示物质构造的复杂情况。同时我们也相信:弄清楚这些元粒子的性质和它们间的相互关系,     

核酸三联体、氨基酸残基对应的一种球堆集模式

前言球堆集模式以质量数为基础。一个质量数由一个球粒子代表(即代表中子或质子)。以此种粒子作相互密堆时,13～14个粒子将堆成一个类似球状的带心20面体。由于原子核外的电子活动球域和同样大小的空穴球域(相当于量子化学中的空轨道)分别与核内质子和中子球粒为同心球,核的球粒子堆集画像在几何模式上可以认为是与原子堆集相对应的(后者由于相互     

“基本”粒子和高能核作用

人们熟知,所有的物质都是由最微小的粒子即所谓分手和原子所组成。不久以前,人们还认为原子是最小的粒子。原子这个词是由希腊文翻译过来的,它的意思就是“不可分割的”。这个名称应当意味着这样一种粒子,关于它的构造问题是没有什公意义的。当时认为我们周围的物质的无数种分子是由几十种不可变的、不可毁灭的和没有结构的“宇宙建筑的砖头”——原子所组成。但是,关于原子性质的这种形而上学的观念已被科学所扬弃。首先是建立了各种元素的原子的性质问的联系——有名的门捷列夫元素周期系。这样一个系统的存在就表明了,在各种类型的原子间存在着一种关系,这个关系在某种形式上反映出这些原子的内在的本质。以后,又发现了基本电荷的粒子——电子,它的质量几乎比最轻的原子——氢原子的质量小二千倍。这时人们弄清楚了,电子是原子的组成部分之一。     

清晰地看看原子核……

核物理学起始于原子核的发现。近80年以前,恩斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)和他的同事在曼彻斯特大学发现,原子的所有质量几乎都集中在小小的中心核上。以后几年,实验显示了原子核含有带正电荷的质子,以及电中性的中子。有关质子和中子在原子核中如何排列的基本问题,至今还没有答案,也不存在能够描述所有种类原子核的唯一的理论。在过去的50年中,物理学家提出了描述原子核结     

低能核辐射探测

低能核辐射指原子核衰变或反应时发出的辐射或粒子,包括电子、质子、中子、光子、中微子等基本粒子与氘核、氚核、α粒子、裂变碎片、碳离子、铁离子等各种原子核与重离子。核辐射通过介质时,会产生各种物理效应:电离、激发、原子移位、发射次级粒子、产生核反应等等,并导致某些化学变化。用核辐射探测器将这些变化记     

质子的奥秘

人类利用原子能已有半个世纪的历史了。原子核中包藏着质子和中子,也是任何一个初中生都了解的知识。质子有多大?约10~(-15)m。它是如此微小,长期以来人们把它看成是一种像电子那样的、不可分的基本粒子。直到1964年,美国科学家盖尔曼提出夸克模型,认为质子是由3个夸克所组成。这是人类对自然界认识的又一个突破。5年后,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的科学家,利用其3公里长的加速器所发出的高能电子,轰击质子靶,结果有一个意外的发现:若把质子比作一个微球,那么现在他们看到,质子的电荷并非均匀地,而是成块状地分布在这个球体上,     

高能加速器和对撞机

人类在征服自然的进程中向着两极进军。一方面是探索辽阔无边的宇宙空间,另一方面是穷究物质最细微的组分。关于后一方面的研究,以二十世纪初发现原子的结构作为开端。实验证实了原子核的存在,后来知道,原子核是由总称为核子的质子和中子所组成。进一步的工作就是了解核子本身的结构和核子间相互作用的力场。在观察金属和生物细胞的结构时,我们需要用光学显微镜或电子显微镜。它们最后的分辨本领取决