夸克是构成物质的最小粒子吗？

夸克是构成物质的最小粒子吗？美国科学家认为，夸克有可能是由比其更小的物质构成的，如果这一说法正确．粒子物理学中的经典模型将会受到挑战。根据粒子物理学中的经典模型，亚原子粒子是由夸克组合成的，例如，一个质子就包含两个“上”夸克和一个“下”夸克。直到今天...     

夸克的探寻者

近30年来的粒子物理学的发展几乎都是以夸克模型为基础的,夸克模型如果没有实验的支持,现有的理论将纯粹是“纸上谈兵”。因此,首先用实验探测到夸克存在的3位物理学家获1990年诺贝尔物理学奖就毫不令人感到意外了。     

费米国家实验室的未来走向

2009年,位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)的粒子物理学实验室的大型强子对撞机(LHC)投入使用;而在此前的26年,芝加哥附近巴达维亚的费米实验室的正负质子对撞机(Tevatron)一直统治着粒子物理学领域。Tevatron也是费米实验室的骄傲和希望,它曾是第一台用高达1万亿电子伏轰击粒子的机器,捕获了许多新奇亚原子粒子,其中包括顶夸克的发现(顶夸克属于上夸克的近亲,但其质量要略重)     

关于夸克禁闭理论的哲学思考

夸克禁闭之谜,一直是当代物理学探讨的问题,正当自然科学家们对于夸克禁闭问题争论不休的时候,哲学家们也从哲学角度对其展开了激烈的争论。人类进入20世纪以来,在物理学微观领域的研究取得了很大的成就,人类对物质的最小构成单元的认0尺度一下深入到原来的十亿分之一。从原来的大分子、原子、原子核直到新发现的夸克和轻子,正当人类想在基本粒子领域大显身手,向微观更深的层次挺进时,一道神秘的屏障好像故意在跟科学家们捉迷藏,阻碍着六微观粒子更深层次发展。无论我们的科学家们如何绞尽脑汁,动用各种机器设备,也难以揭开其神秘面纱,它就是神秘莫测的“夸克禁闭”现象。于是,围绕着“夸克禁闭”这一科学问题,各种假说、猜测、争论纷至杏来,从而使粒子物理学领域出现了一派空前繁荣的景象。     

探测小奇块

粒子物理学标准模型描述了6种夸克(quark),然而,我们周围的物质只包含有组成质子和中子的上、下两种夸克.物理学家们曾长时间地从理论上探讨奇异物质,认为这样的物质应含有奇异夸克(strange quark),奇异物质比普通物质量重、密度也大,因为奇异夸克的质量大约是上或下夸克的10倍.     

顶夸克的发现：意义和展望

强子结构夸克模型加上相互作用规范理论构成了一个相当完美的理论,并被视作当代粒子物理学的基石。但是夸克家族中却有一个成员迟迟不肯露面,这就不能不使这一优美的理论显得白壁有瑕。美国国立费米实验室CDF实验组于1994年证实了顶夸克的存在,消除了粒子物理学家的心患。或许这一发现的意义还不止于此……     

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     

寻求原子核中的夸克效应

“合久必分,分久必合。”这是明代小说家罗贯中在《三国演义》中概括中国古代历史的一句开场白,不料在现代物理学的发展中也是如此。本世纪40～50年代,粒子物理学从核物理学中分化出来,并取得了迅速发展。但在对原子核夸克效应的寻求中,这两门学科分而又合。     

理查德·泰勒(1929—2018)

正理查德·泰勒因发现夸克(宇宙中最基本的粒子之一)而获得诺贝尔物理学奖。2018年2月22日,出生于加拿大的实验物理学家理查德·泰勒(Richard E.Taylor)在加州斯坦福大学去世,享年88岁。1990年,他因发现宇宙中最基本的粒子之一——夸克——而获得诺贝尔物理学奖。他所任职的斯坦福大学宣布了他的死讯,但没有提及死亡的原因。20世纪60年代末,夸克的发现是物理学上一件惊天动地的大事。它为标准模型理论的发展铺平了道路,该理论是所有已知基本粒子和力的分类系统。"在发现夸克之前,我们已经知     

超高能重离子碰撞与夸克-胶子等离子体

超高能重离子碰撞产生的带色的夸克-胶子等离子体,是一种在地球上还未曾见过的新的物质形态,它是未来物理学研究的一个重要方向。《超高能重离子碰撞与夸克-胶子等离子体》一文详细介绍了这一前沿课题的研究情况,从中也可见研究超高能重离子碰撞是极其重要的,并具有现实的可能性。     

十年黄金发展的粲物理

1974年丁肇中和Richter教授发现粲夸克被称为粒子物理学的革命，随即于1976年荣获诺贝尔奖。研究粲夸克弱衰变性质的粲物理在过去十年间取得巨大进展。首次探测到双粲重子被科技部评为“2017年度中国科学十大进展”，发现粲衰变的电荷-宇称对称性破坏被英国《物理世界》杂志评为“2019年十大突破”。中国理论与实验团队为这两项突破性进展做出了非常重要的贡献。     

物理学(上)

从原子核核心深处的夸克到宇宙最远处的巨星的崩溃,从爱因斯坦梦想的自然力统一理论的部分实现到在技术、医学和整个现代社会的实际应用,物理学对人类认识宇宙和提高生活质量继续起着深刻的影响。作者认为,就新发现、新见解以及提出的新问题而论,物理学在过去几年里是在物理学历史中卓有成效的几年,并选择了这门基础科学中一些最重要的新发展扼要地加以阐述。     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里·盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

基本粒子的分类

[译者注]1.q 表示夸克,(?)表示反夸克。根据量子色动力学(QCD)的理论,重子由三个夸克组成,介子由夸克和反夸克组成.2.有证据表明,至少有五种类型(“味”)的夸克,即 u(上)夸克,d(下)夸克、s(奇)夸克、c(粲)夸克和 b(底或美)夸克。旁边划有问号的 t(顶)夸克,是六夸克模型理论提出的尚需在更高能量领域内搜寻的夸克。     

什么是21世界的科学文明

■什么是21世纪的科学文明呢?什么是现在面临的最重要的问题呢? ■当代的科学大问题,在宇宙学里有两个:一个是类星体,一个是暗物质;粒子物理学里有两个:一个是对称破缺,一个是看不见的夸克.     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里·盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

粒子物理和我们的日常生活世界

在一本有影响的物理学期刊上，罗伯特·卡恩提出，他探索的领域─-粒子物理对于认识我们的日常生活是必要的。他说，"粒子物理学家建造了周长达几千米的各种加速器和篮球场穹形物大小的探测器，最终不仅为了发现t夸克和希格斯玻色子，而且是因为它是认识我们的日常生活为什么是     

组分夸克模型与量子色动力学间的联系——Ⅱ.组分夸克的基本性质

实验表明,量子色动力学(QCD)理论中的基本客体是在高能过程中所观察到的“流夸克”。另一方面,组分夸克作为有效自由度在描述低能强子的性质方面取得了相当的成功,那么,组分夸克如何与QCD夸克联系?组分夸克有哪些基本性质?近20年来,这些具有挑战性的令人感兴趣的基本问题,一直吸引着不少理论物理工作者为之进行努力探讨。因为这对理解QCD的低能行为,改进对强子结构及强子间相互作用的描述和认识具有重要意义。虽然人们对组分夸克的质量与QCD夸克(流夸克)质量间的联系有了一定认识,但是至今仍不能理解为什么低能标度下组分夸克间的有效耦合强度远大于同一标度下的QCD耦合,更没有很好理解组分夸克的一些基本性质,如它的形状因子和半径等。     

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。     

瞄准信息电子技术的物理学研究

物理学在20世纪的自然科学发展中起过带头作用,在今天以及下一个世纪,它将仍然是一门作常活跃和充满生机的学科。物理学的研究领域非常广阔。有一类是以认识自然为目的的非常基础的研究,或将它称作为"纯粹物理（PurePhysics）",如探索宇宙起源和发展的天体物理、研究基本粒子奥秘的粒子物理学等。为了建立大统一理论、超弦理论、寻找夸克等,需要配备超导超级对撞机、哈勃望远镜、月球和行星探测器等等,这些大科学尽管有着极其深刻和长远的意义,但耗资巨大,不是发展中国家所能负担的。另一类物理学研究则与经济发展有着极其密切的联…