日本战前的粒子物理

1935年在日本诞生了核力介子理论。1945年也是在日本释放了核力。1935年汤川秀树宣布了一种新的基本粒子的预言,其质量在电子质量和质子质量之间,后来命名为“介子”,意思是说介乎于中间的粒子,用来解释在原子核里结合核子的力(质子和中子)。介子已成为三种基本粒子之一,另外还有baryon(重子、包括核子)Lepton(轻子如电子和中微子)。然而介子和重子不再被看作是最基本的粒子,因为今天它们被认为是由夸克构成。虽然汤川秀树从来没有离开过日本去国外,可他在预言介子存在时,他和同事的研究有助于展开了20世纪初西方科学的国际扩展。1949年,汤川秀树获得诺贝尔物理奖时,他已经在日本建立了兴盛的基本粒     

宇宙间第五种基本力

引言有关理论物理学发展动态方面的消息难得成为全国性报纸上的头条新闻。然而,1986年1月,伊弗莱姆·菲什巴哈(Ephraim Fischbach)和他的四名同事在物理评论通讯上发表的一篇短文却轰动了学术界。他们提出的一个惊人观点是,自然界除了四种早已确定的基本力(万有引力、电磁力、强核力和弱核力)以外,     

丰中子锂同位素的Gamow壳模型计算

对丰中子锂同位素~(7～10)Li进行了现实核力Gamow壳模型计算,研究了同位素链接近中子滴线区的弱束缚和非束缚核的性质,并探讨了单粒子能级中能量高于费米面的连续谱对弱束缚核的低激发能级及其衰变性质的影响.本文从现实核力CD-Bonn势出发,在由质子轨道0p_(3/2)0p_(1/2)与中子轨道0p_(3/20)p_(1/2),及p_(1/2)分波中更高能量的连续谱轨道构成的模型空间内开展Gamow壳模型计算,得到同时具有激发能量与能级共振宽度物理意义的复本征能量.计算结果表明,现实核力Gamow壳模型能同时对稳定束缚以及弱束缚的原子核给出准确的激发能级以及高于核子发射阈值的共振能级的共振宽度.在对~(10)Li的计算中,现实核力Gamow壳模型计算证实了连续谱效应在弱、非束缚核能谱中具有重要的影响.另外,对于弱、非束缚核能级的共振宽度,现实核力相比唯象核力在Gamow壳模型计算中能够给出与实验结果更为吻合的结果,说明对于弱、非束缚原子核,基于拟合稳定核性质的相互作用存在一定缺陷,不能准确描述费米面附近高能核子的关联,而使用适当重整化的现实核力可以避免这一问题.     

丁肇中谈胶子及其他

根据丁肇中教授1979年9月26日在北京的讲演整理,未经丁肇中教授审阅,错漏之处,由本刊编辑部负责。上次我跟大家讨论时说过,我所做的实验,重要目标之一就是寻找各种基本粒子。现在再简单地重复一下。高能的粒子,比如说三百亿电子伏特的质子,打在泡室上后,会产生很多很多的粒子,总共有二、三百种。这些粒子之间的作用力,最主要的是强核力。强核力有多种,在宇宙中它使核子结合成原子核,使氢弹燃烧。它的强度比电磁力大一百倍,作用力程非常短,只有10~(-13)厘米,由媒介子传递。     

超弦理论

理论粒子物理学家的主要目标之一是建立一种能够说明自然界四种力,即引力、电磁力以及强核力和弱核力的理论。至今已经取得了部分的成功。温伯格、格拉肖和萨拉姆由于建立把电磁力与弱力统一在单一的框架中的电弱理论而荣获诺贝尔奖金。其他的物理学家正在试图把电弱力与强力统一到一个“大统一理论”中。这个理论实际并不算是“大的”,因为它没有包括引力。“超引力”是尚在形     

现实核力Hartree-Fock Gamow基矢计算

对远离稳定线弱束缚原子核性质的研究是当代核物理领域重要的热点之一.对于弱束缚核,如何自洽可靠地描述和处理束缚态和连续态之间的耦合是理论描述的关键问题,也是理论研究面临的一个挑战.一种较成功的方案是采用Gamow基,以相同的方式处理束缚态、共振态和散射态,来统一描述核结构和核反应性质.本文介绍了一种从现实核子-核子相互作用出发,从微观上自洽生成Hartree-Fock(HF)Gamow基的新方法.基于现实核力,首先在谐振子基下进行HF迭代,得到的HF势通过基转换解析延拓到复动量平面上,最后包含束缚态、共振态和散射态的Gamow基由求解复动量空间的HF方程得到.作为例子,基于手征核力N~3LO,核力利用V_(low-k)方法重整化到动量截断Λ=2.1 fm~(–1)采用这种方法计算了~4He和~(22)O的HF单粒子共振态,并分析了计算的收敛性和有效性.还讨论了从散射态相移的计算得到共振态位置的方法,其得到~(22)O的单粒子共振态与复平面直接计算的结果一致.这种从现实核力得到HF Gamow基的方法计算量小,收敛快,得到的包含束缚态、共振态以及散射态的基,有望进一步应用于第一性原理的多体计算中来研究弱束缚核的性质.     

封面说明

正原子核是物质结构的一个基本微观层次,核物理研究中的重大科学涉及核力以及核力管控核中核子的方式.定量地理解这些科学问题,需要构建不同特征的"核场所",沿着不同的"途径",采取不同的"方法"来探究原子核的特性.为此,现代核物理研究主要依托大型科学研究装置,采用先进的实验技术和方法来研究不稳定原子核的静态(核结构)和动态(核反应)性质.兰州重离子加速器研究装置HIRFL是我国规模最大、加速离子种类最多、能量最高的重离子研究装置,主要技术指标达到国际先进水平.     

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     

宇宙线高能物理学进展

宇宙线的发现已有六十多年的历史了,在这段时间里,它对高能物理的研究起了很重要的作用。一、历史的贡献人们早就注意到宇宙线粒子的能量比天然放射性粒子的能量高得多,因而最初的高能物理实验都是在宇宙线中进行的.1932年,安德逊(Anderson)在宇宙线中发现了正电子,这可以说是基本粒子物理学的开端.这以后的宇宙线实验推动了量子辐射理论的建立,对电子辐射光子、光子转换为电子对和在能量足够高时形成的级联簇射现象进行了研究.在这些研究中,发现了一种辐射特性比电子弱得多而又不是质子的带电粒子,后来测出它的质量约为电子质量的200倍,即μ介子.最初人们以为这就是汤川所预言的传递核力的介子,但随后的实验表明μ介子与原子核的作用是很弱的,它不可能是传递核力的介子;1947年,     

帶电粒子加速器的种类特性和用途

一总论 (一) 加速器应用的一般介紹 “帶电粒子加速器”是用人工方法使带电粒子受电磁场作用而加速达高能量的裝置,一般簡称为“加速器”,其用途很广: 1.首先在原子核物理领域,常要求从加速器中得到高能粒子作为核彈去轟击各种原子核。主要进行的工作有以下三方面: (1) 核反应工作; (2) 核結構問题的研究; (3) 核力問題的研究。通常作为核彈的粒子有五种:a(氦核_2He~4),d(重氫核_1H~2)、p(氫核_1H~1)、中子(_0n~1)和光子(γ)。后兩种核彈不帶电,虽不能直接由加速器获得,但可以通过帶电粒子的核反应間接地得到。例如氘核与氘核作用放出中子,电子射綫遇到其他物質則放出γ射     

基于太阳光度计地基观测的徐州气溶胶光学特性变化分析

利用CE-318太阳光度计,于2013年7月~2015年4月对中国南北过渡地带淮海经济区中心城市徐州的气溶胶光学特性进行了地基观测,并结合气象条件对观测数据进行分析.研究揭示:(1)徐州2014年气溶胶光学厚度(AOD)年均值高达0.92;(2)徐州AOD四季变化分明,夏秋高、春冬低;(3)徐州气溶胶体积谱四季均呈双峰结构,冬夏两季积聚模态粒子与粗模态粒子的体积浓度接近,秋季积聚模态粒子占主导,春季粗模态粒子占主导;(4)徐州气溶胶可分为3个聚类,一类为粒径较大的干粒子,AOD较小,主要出现于5,12月,二类为粒径较小的强吸光粒子,主要出现于秋末和冬春,AOD最小,以12月为主,三类为体积浓度最大的湿粒子,AOD较大,各月均有,但以8月为最多.徐州AOD的四季变化特征不同于邻近的苏鲁豫皖省会城市,却相同于苏南太湖北岸、相似于环渤海湾地区.污染排放强度大、风速低、湿度较大,并受东南季风环流及秸秆燃烧影响,是徐州AOD年均值偏高的根本原因.     

核力研究新进展(二)——核力的夸克模型理论

强子结构模型是近代基本粒子研究中的一个重要课题,它主要研究强子的组成及其动力学性质。研究强子结构的这套理论能否推广用来研究核力,这是近几年来核物理学中的一个极为引人注目的重要课题。这方面的工作不少人已作了尝试,并取得了初步成果。《核力研究新进展(二)》一文介绍了国际上核力的夸克模型理论研究的最新进展以及作者自己的工作。     

核力研究新进展(一)——双π介子交换的巴黎力

核子间的相互作用力简称核力,这是核物理学研究中的一个基本课题。本期发表的《核力研究新进展(一)——双π介子交换的巴黎力》一文对双π介子交换的巴黎力的主要框架、巴黎力的核心和巴黎力与实验及唯象势的比较等,都作了详细阐明。     

物理学家在对撞机困境面前需要勇气

<正>1983年发现W和Z玻色子的对撞机实验的领导者卡罗·鲁比亚(Carlo Rubbia)认为,粒子物理学家现在应该共同在创新的"希格斯工厂"中将μ子碰撞在一起。整个世界都是由17个已知的基本粒子组成的。卡罗·鲁比亚带领的团队发现了其中的两个。1984年,鲁比亚与西蒙·范德梅尔(Simon van der Meer)分享了诺贝尔物理学奖,因为他们对前一年发现W和Z玻色子的实验做出了"决定性贡献"。这些粒子传递四种基本力中的一种——即弱力,弱力导致了放射性衰变。鲁比亚在日内瓦附近的CERN实验     

原子核结构的自然基壳模型

在Woods-Saxon基下,用现实核力CD-Bonn势计算了壳模型的有效相互作用.CD-Bonn势中的硬芯通过能量无关的重整化方法V_(lowk)处理,重整化之后的核力能够让体系表现出更好的微扰性并且能够保证两自由核子的低能散射相移不变.同时,本文使用了扩展的Krenciglowa-Kuo迭代方法计算壳模型的有效相互作用,这种方法能够有效地处理非简并模型空间的多体关联,使得壳模型计算能够在较小的模型空间下给出体系的低激发态信息.分别在谐振子基和Woods-Saxon基矢下构建sd区的有效相互作用,其中在Woods-Saxon基的计算中,连续态的贡献通过多体微扰方法包含在有效相互作用中.通过对氧同位素的低激发态的计算,比较了谐振子和Woods-Saxon单粒子基在原子核壳模型计算中的优劣,并通过对两种单粒子基下核子分布的分析研究了非束缚态对原子核结构的影响.     

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。     

科学信息

·American Scientist《美国科学家》Vol.78,No.6,1990年1.Z°粒子Z°微粒具有微弱的核力,以往人们对它的认识很少,而现在却有了新的了解.2.寄生蚁有些种类的蚂蚁并不靠自己的劳动来维持生计,它们袭击和占据其它蚁类的巢穴,并且依靠它人来获     

~(22)Na的正电子湮没与D、L、亮氨酸不对称作用的研究

为什么蛋白质仅由L氨基酸构成,这个问题至今困扰着科学家。1957年发现,弱核力不保持宇称。受弱作用力支配的最熟悉的效应是放射性衰变中β射线的产生。β射线实际上是高能电子或它们的反物质正电子。这些粒子有着固有的自旋,因此当它们沿自旋轴方向移动,或者逆自旋轴方向移动时,被     

组分夸克模型下产生夸克-反夸克对的传递位

从强子的夸克模型及其描述夸克间相互作用的QCD理论看来,核力是组成核子的夸克间交换色胶子的结果。当两核子重迭时,主要作用是单胶子交换。由于色禁闭,单胶子交换主要贡献于核力的短程部分。但交换色单态的夸克-反夸克对不受色禁闭的影响,将贡献于核力的中、长程部分。然而至今要用QCD理论完全自洽地求解这种问题仍是无能为力。人们通常借助于唯象模型即袋模型和势模型。在文献[1]中我们已用MIT袋模型及禁闭系统下