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。     

希格斯粒子可以"飞"

现存的一些理论也许并不完善,粒子物理学就是这样——科学家提出的用于描述自然界形成的标准模型存在着缺陷,其中的一个原因是对质量产生的解释缺乏有力的证据。现在粒子物理界关注的一个焦点就是,弄清楚到底是何种物质扮演了如此重要的角色。     

DNA——世界上最美丽的分子

一切生命都是靠“细胞”来维持的 地球上存在的物质,如果细分一下,就一定能追寻到“原子”这一基本单位。原子的数量和种类、连接方法是每种物质所特有的。原子能分成“质子”、“中子”、“电子”一类的微小粒子。这些粒子的数量和运动由各个原子的物理性质所决定。 同样,如果把生物体细分一下,     

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。     

万物皆由弦构成的吗?

许多处于领头地位的科学家正在开始猜疑宇宙间的万物都是由弦构成的。特别是组成宇宙的所有基本粒子都将是一些微乎其微的弦构成,而不是长期以来一直认为的那样是由点粒子所构成。一些理论物理学家相信这一新概念可能是自二十年代量子力学作为现代物理的基础以来,在理解物质的基本     

再论“基本”粒子演化假说——兼答何祚庥同志

《基本粒子演化假说和河外星系红移解释》一文提出电子、质子等粒子在时间上有发展的历史的看法。去年《科学通报》发表了何祚庥同志的文章,何文反对“基本”粒子演化假说,其中心思想是认为“基本”粒子在时间上没有发展的历史。本文根据“电子和原子一样,也是不可穷尽的”和“在生产斗争和科学实验范围内,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”这些马克思主义的根本原理,对“基本”粒子演化假说作进一步的说明。     

美哉物理(四)粒子分割难难于上青天

《庄子》中有语：“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,某些哲学家的“物质无限可分”之观念,与此语的意思不无共同之处。自然科学家容易接受这种朴素的唯物主义思想;近二、三百年间,采取不断分割物质的手段,探索愈来愈深的物质层次的运动规律,使人们对于物质结构的认识日趋明朗。及至本世纪六十年代,分割的目标指向强于这个层次。之前视作“基本”粒子的质子、中子、。介于等等,似都显霸出内部结构;于是,这些强子就不能再作为“基本’的粒子。嗣后,探索深入到强子的下一个层次、即夸克一轻子层次,迄今为止尚未见其明显的内部结构…     

粒子物理现状和前景(上)

构成微观世界的基本组分和基本力 在20世纪早期，就已经确立了所有物质都是由基本组份——原子组成的理论。直到今天，物理学研究还保持追寻物质基本单元的观念。然而，关于构成物质的基本组份的认识，这100年间在不断发展。原子一开始它自己就成了它不是基本组份的证据，而更像是具有亚结构的物体：它们是由很小的原子核和围绕它的电子壳组成的(日益强大的粒子加速器使我们能更详     

挑战粒子物理学作为通向真理的途径

粒子物理学家倾向于把自然界视为具体化的数学 ;而固体物理学家则认为 ,从超导体和超流体等奇异形态到晶体和金属等常见形态 ,物质的许多形式都不能用基本粒子的相互作用来描述     

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     

基本粒子的对称性、内部结构和相互作用

引言物质结构问题一直是物理学的一个中心问题。十九世纪的原子的发现,使人们对于物质的微观结构的认识跨进了一大步。以放射性物质的发现为先导的近代物理的发展,又进一步揭示出原子的内部结构。按照近代物理所揭示的图象,所有原子都是由原子核和围绕着原子核运动的电子组成的,而各种原子核又是由不同数量的质子和中子相互结合而成的。人们称质子、中子和电子等为“基本粒子”或“原始粒子”,认为这些粒子是组成所有物质的最原始的单元。近年来,人们利用高能加速器,产生了各种类型的基本粒子,数目达到五、六十种以上,并且可以按照类似于原子周期表的方式     

"丘比特神箭"背后的科学

当一个人坠入爱河时,通常称之为被“丘比特之箭”射中。所谓“丘比特之箭”,实质上就是体内的“爱情物质”,亦称“恋爱兴奋剂”。科学研究表明,“爱情物质”有多巴胺、异丙肾上腺素、苯乙胺、内啡呔等。其中笨乙胺最为突出,它是神经系统中的“神秘物质”,一旦遇到所爱慕的人时,就会使体内的这种物质起作用,一种晕眩之感自然产生。同样,失恋者吃点含苯乙胺的巧克力,可以改善抑郁苦闷情绪。     

揭秘强子对撞机

强子对撞实验目的何在 粒子物理学的"标准模型"是一整套理论,它对强作用力、弱作用力、电磁力这三种基本力量和组成所有物质的基本粒子进行了描述.迄今,对这三种力的试验结果几乎都符合"标准模型"的预测,但这一理论的重要缺陷,是它无法解释物质质量的来源.     

宇宙射线中有新的物质发现

日本物理学家声称发现了宇宙射线中存在“奇异物质”的证据.他们的探测器已记录了两次独立的事件,每一次都能得出,射线中某种粒子的电荷为质子电荷的14倍,质量为质子质量的370倍.没有一种原子核能达到上述水平,但这些特征在预言所谓夸克块时倒是很精确的,物理学家们相信夸克是由一种被称为奇异物质的材料组成的.     

对侯德封先生“核子地球化学”的几点质疑

我怀着很大的兴趣,拜读了侯德封先生及其合作者关于“核子地球化学”的一线文章(科学通报,1961年十月号、十二月号)。在这些文章中,作者从“地球和宇宙的所有物质都是由基本粒子组成的”这一基本观点出     

等离子体的耗散结构

本文提出在等离子体中存在集团粒子,它们可能是离子集团、电子集团和中性集团等,但是假定它们都是不可分辩的。等离子体是由集团粒子和单粒子(离子、电子和中性原子)组成的物质第四态。集团粒子与单粒子的相互作用既可产生更大的集团粒     

自然界的力

人们现在已最终发现了W和Z粒子,于是许多通俗报刊便连篇累牍地发表文章,论述自然界的四种基本的力及“传递”这些力的奇妙粒子。它们是古老的引力(由尚未被发现的引力子传递)、电磁作用力(由光子传递)、强相互作用力(由胶子传递)及弱相互作用力(由Z及W粒子传递)。曾读过一篇这类文章的一位朋友直言不讳地承认他如看天书,字字不得其解,“真希望有人能用我绊了一跤时可感触到     

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     

“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。     

γ粒子的发现

预料之中的发现与曾经轰动一时的J/ψ粒子的发现不同,γ粒子似乎是预料之中的产物。这一点并不奇怪,因为1974年以后,物理学家就确信,构成自然界的基本砖块除了已发现的下(d)、上(u)、奇(s)、粲(c)夸克外,很可能还存在着更重的底(b)、顶(t)等夸克。我们周围最常见的核物质,是由质量最轻的u、d夸克组成的。质量较重的s、c夸克则组成不稳定的奇异粒子和粲粒