“上帝粒子”的存在获新证据

<正>去年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布,该中心的两个强子对撞实验项目发现了同一种新粒子,它的许多特征与科学家寻找多年的希格斯玻色子一致。如今,CERN发布公告称,最新的数据分析显示,这一种新粒子"越来越像"希格斯玻色子。科学家分析了比去年的研究多2.5倍的数据,来计算新粒子的量子特性以及它与其他粒子之间的相互作用。但CERN表示,     

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     

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:     

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。     

时间机器的工作母机

位于欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)将引领人类去探索万亿能标(terascale)的世界.几经周折,现在这台庞大的环状机器即将运转,利用这台机器,人们期待发现什么呢?这是一个举世瞩目的问题.LHC原本是为了发现希格斯玻色子而建造的,它是标准粒子模型中最后一种尚未观测到的粒子.希格斯(P.Higgs)本人坚信会发现这种粒子.     

意大利女科学家将履新CERN

<正>意大利粒子物理学家、欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)ATLAS探测器实验主管法比奥拉·吉亚诺蒂(Fabiola Gianotti),两年前曾吸引了全世界的目光,2012年7月4日,当时她作为ATLAS团队发言人与CMS探测器代表在CERN宣布,他们分别发现了科学家一直在努力寻找的希格斯玻色子。     

《科学》杂志2008年科技前沿展望

一场碰撞的开始? 2008年夏天,物理学家们聚集在位于瑞士日内瓦郊外的欧洲核子研究中心(CERN),希望完工不久的超级粒子对撞机--大型强子对撞机(LHC)能够发现新的粒子,进而解决一些现有的难题.     

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。     

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。     

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     

大型电子-正电子机——深思熟虑而后行事

大型电子一正电子机(LEP)正在欧洲原子核研究组织(CERN)兴建中。它的物理学议事日程最早在七十年代后期就开始流传了,那时,Z~0和W~±完全是一种理论上的粒子,可是格拉肖、萨拉姆与温伯格的电-弱理论的弱力部分就是需要它们。既然这些粒子都已经在CERN利用质子-反质子(P(?))碰     

希格斯玻色子的发现及其科学意义

自从首次预测希格斯粒子存在的50年以来．科学家终于宣布。世界上最期望已久的粒子终于在大型强子对撞机上被检测到。在瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心（CERN）的礼堂内,充满了经久不息的热烈掌声、口哨声和欢呼声。这一突破意味着解释所有已知粒子以及作用于它们的各种力的粒子物理学标准模型．可望得以完成。     

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.     

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。     

“我不希望将其称为‘上帝粒子’”——彼得·希格斯采访记

欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现了类似希格斯玻色子的新粒子后,提出相关理论的爱丁堡大学荣誉退休教授彼得·希格斯成了人们关注的焦点,为了帮助读者进一步了解这位与众不同的科学家,本刊特     

物理学界的头等大事

为了揭示物质的本源,由欧洲核子中心(CERN)2000名科学家和工程师组成的CMS与AT-LAS探测器小组展开了角逐,争相探寻希格斯粒子的踪迹,目标直指诺贝尔奖——离瑞士日内瓦湖西端不远的罗讷河平原的地底下,工作人员正在为超级粒子对撞机——大型强子对撞机(LHC)作最后的组装工作。LHC是欧洲核子中心(CERN)负责修建和运作,由60多个国家的科学家齐心合力,费时20多年,斥资80亿美元打造出来的,将有望成为开启宇宙秘密之门的钥匙。     

一种新的强子结构袋模型

强子结构模型是基本粒子理论研究中的一个很重要的课题。袋模型是这方面的一种尝试。国外这类模型无法解J/ψ新粒子族的性质。本文作者提出一个新的袋模型,它兼有国外同类模型的优点,还统一解释了普通强子与J/ψ族粒子的质量谱以及矢介子的粒子对衰变宽度。     

Tevatron关闭令美国物理学家心碎

9月23日,在欧洲的主要粒子物理学实验室——欧洲核子中心(CERN)——工作的研究人员中引起轰动。他们指出,谜一样的充满整个宇宙但却几乎不与任何物质发生作用的中微子,其速度可以超过光速。然而,根据爱因斯坦的狭义相对论,这显然是不可能的。2007年曾得出相同结论CERN的"乳胶寻迹设备开展中微子振荡实验项目"(OPERA)的物理学家向730公里处的意大利格     

一位中国学者眼中的CERN

<正>今年9月28日,欧洲核子中心(CERN)迎来了成立60周年的系列纪念。对一般公众而言,可能不一定搞得清楚CERN是一个怎样的机构,但若提起丁肇中领导的探寻反粒子、暗物质的阿尔法磁谱仪、提起大型强子对撞机(LHC)和希格斯粒子,许多关心科学发展的读者应该不会陌生,其实这些高能物理学的顶尖工作都和CERN有关。CERN到底是一个怎样的机构?为什么它在物理学界享有盛誉?就此我们采访了曾在     

2009全球杰出思想家选萃(二)

<正>蒂姆·伯纳斯-李:守护着其所创建的万维网在1989年3月,蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)发现了一种将html——他所创制的一种标识语言——连接到因特网的方法。当时他是欧洲粒子物理实验室(CERN)的一名计算机科学家。为了使科学家们能够因此而分享