基本粒子与物质、反物质及暗物质世界

1897年,英国物理学家约瑟大·约翰·汤姆孙（Joseph John Thomson）在阴极射线实验中,首次观测到了带负电荷的微小粒子“电子”。电子是人类最早发现的基本粒子,它与带正电荷的“喷子”通过电磁相互作用,构成最轻的元素“氧”。质子也可以与电中性的“中子”通过强相互作用组成原子核,后者进而与电子构成原子。     

标准模型与超出标准模型的物理学

20世纪60年代末在非阿贝尔规范理论框架下建立起来的基本粒子的标准模型，成功地描述了强相互作用和电弱相互作用，广泛地被用来处理粒子物理的各种实验现象。但是由于它有太多的参量，以及不能很好地解决很多重要的问题，人们普遍认为它并不是一个粒子物理的终极理论。因此寻找超出标准模型的新物理就成为21世纪粒子物理学家迫切的任务。     

分维度随相互作用的变化

讨论了粒子之间的相互作用对其分形聚集的影响.根据SAK模型导出了分维度与相互作用能的关系,结果表明:随着粒子间相互吸引能的增加,聚集的分维度减小.从而解释了现有的实验结果和计算机模拟结果.     

基本粒子物理学中的真相与迷团

本书是一本高级科普著作。作者维尔特曼是一位当代著名的理论物理学家，对20世纪粒子物理理论作出了卓越的贡献。他和他的学生特霍夫特一起，由于在阐明物理学中电弱相互作用的量子结构方面取得的杰出成就，于1999年荣获了诺贝尔物理学奖。     

粒子质量与相互作用

本文对比了牛顿力学、相对论及粒子物理中质量的物理本质,从相互作用的角度分析论述了物质质量的动力学意义,探讨了粒子质量之间的简单关系。     

完全电磁相互作用等离子体的电子密度涨落和激光散射结构因子

本文在考虑粒子间完全电磁相互作用的基础上，采用试探粒子模型，致力于考察只计及粒子间库仑相互作用的合理性及其条件，并就一些其体情况，给出了电磁相互作用对散射频谱的定量修正。     

γγ对撞机上中性Toppion介子的产生

在标准模型 (SM )中 ,人们预言存在一种基本的标量粒子 :Higgs粒子 ,利用Higgs场的对称性自发破缺机制使规范粒子获得质量 ,并利用汤川耦合方式使费米子获得质量 .但是 ,至今SM所预言的Higgs粒子在实验上还没有找到 .另外 ,SM中的Higgs部分还将导致理论的“平庸性”和“不自然性”等问题 .因此 ,目前多数理论物理学家深信 ,在更高的能标下 ,SM所描述的相互作用规律和粒子性质可能不再完全正确 ,会有新的相互作用和物理现象出现 ,SM只是某种更基本理论的低能有效形式 ,可能存在超出SM的理论 (通称新物理 ) .一些物理学家提出了电弱对…     

量子夸克

经过几十年不懈的努力，粒子物理学实验家和理论家们明确地告诉我们：物质世界最基本的组分是夸克。它们是不可再分割的、点状的粒子。强相互作用把它们束缚在一起，组成质子和中子，后者是各种元素的原子核的基本组分。描写强相互作用的基本理论叫做量子色动力学，简称为QCD。     

准粒子剩余相互作用与旋转角频率的关系

用粒子数守恒方法（ＰＮＣ）来分析原子核在推转壳模型情况下，由阻塞效应而引起的准粒子剩余相互作用．计算结果表明，这种剩余相互作用除与费米面附近单粒子能级的分布，阻塞能级的位置有关外，还与旋转频率（ω）密切相关．在特定情形下，这种剩余相互作用的排斥性可转变为吸引性．     

宇宙与黑洞的视界、质量,Planck粒子

用宇宙演化的自由流阻尼标度理论，计算了宇宙及恒星级黑洞的最小质量、视界和密度，与实验观测较好相符。算得天鹅X-1视界的下限。指出Planck粒子不仅给出了字观天体和微观粒子的相互联系，而且四种相互作用强度，也可用Planck粒子作出统一解释，并与实验很好相符。     

粒子物理标准模型引论第二版

粒子物理研究能量低于2TeV的体系,即轻子和夸克等基本粒子之间的弱、电磁和强相互作用。本书以简明、易懂的方式介绍了粒子物理的标准模型,对强相互作用的理论发展、物质-反物质不对称性以及中微子物理的进展进行了评述。自本书第一版出版的8年以来,粒子物理标准模型的最主要进展认为：     

会“抢”才能赢

<正>默里·盖尔曼(Murray GellMann)是一位个性鲜明的理论物理学家,在20世纪60~70年代初几乎主宰了国际粒子物理学的走向,令同时代许多聪明绝顶的同行黯然失色。他24岁发现了基本粒子的一个新量子数—青异数,28岁建立了正确描述弱相互作用的V-A理论,32岁提出了强子分类的八重法(相当于介子和重子的门捷列夫周期表),35岁创立了夸克模型,40岁荣获诺贝尔物理学     

宇称不守恒开创了对称性破缺研究的新纪元

20世纪开始于对称性研究,宇称不守恒开创了研究对称破缺的新纪元.主要探讨了粒子和相互作用中的对称性及其破缺;阐述了精确符合强子的质量公式和强弱相互作用分别与质量、寿命之间的对称性;最后讨论了普遍的对称性及其破缺.这些新发现是科学和社会发展的重要标志.     

Higgs之后, 基础物理何处去？

 2014年2月23日晚,一场名为“希格斯粒子发现之后：基础物理学向何处发展”的论坛在清华大学举办,诺贝尔物理学奖得主David Gross、Gerard‘t Hooft,菲尔兹奖和基础物理学奖获得者Edward Witten,基础物理学奖获得者Nima Ar-kani-Hamed,基础物理学奖获得者Jo-seph Incandela,狄拉克奖和樱井奖获得者Luciano Maiani,日本东京大学卡弗里数物连携宇宙研究机构主任Hitoshi Mu-rayama,潘诺夫斯基实验粒子物理学奖获得者、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳等8位世界一流物理学家作为嘉宾参加论坛。     

单元粒子与基本粒子：Ⅰ.基本粒子的组成和反应

本文把奇异数、粲数、底数和同位旋概念推广于轻子，认为轻子和强子都是由单元粒子组成的，并假设基本粒子反应过程是单元粒子产生、湮灭、转化和重组的过程，确定了基本粒子的特征组成，从组成上说明了基本粒子反应中产物和反应物之间的联系。     

粒子过程的相互作用类型及能否发生的判断

介绍了粒子参与的物理过程的相互作用类型及能否发生的判断方法．     

RHIC能区夸克物质性质和QCD相结构的实验研究

本文讨论了RHIC-STAR相对论重离子碰撞实验近年来重要的结果.主要包括高能重离子碰撞中夸克物质的集体运动性质和能量扫描实验中各阶集体流的研究,守恒荷的高阶矩与强相互作用相变临界点的探索,以及重味、奇异粒子和轻核产生的测量.我们发现STAR实验最高能量的重离子碰撞中形成了热化的夸克物质,多个信号表明当碰撞能量低于39 Ge V之时,可能进入了强相互作用相图的临界区.最后对未来重离子碰撞实验的运行计划和研究重点做了展望.     

短程相互作用对准粒子相对论动力学的影响

通过调节短程相互作用,在Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型中实现了Dirac点的移动与融合.该过程对应于一种由半金属相到能带绝缘相的拓扑相变(即Lifshitz相变).通过解析和数值研究的方法,对该相变过程中系统准粒子的相对论动力学特性进行了研究.结果表明:在短程相互作用很弱的情况下(即Dirac点融合前),系统展现出相对论动力学特征;然而,随着短程相互作用的增强,Dirac点会发生融合相变.此后,系统则表现为非相对论动力学特征.因此,相变过程是由相对论到非相对论动力学转变的过程.进一步通过数值模拟得到了融合前(相对论)后(非相对论)粒子的密度分布随时间演化的图像.在相变前,单色Dirac准粒子发生劈裂,而双色Dirac准粒子产生定向漂移现象.在相变后,无论初态如何改变,系统始终无组分劈裂现象出现.最后,展示了不同相互作用下准粒子的质心运动曲线(世界线).     

现代物理学若干问题的哲学启示

通过考察粒子物理学关于物质结构和基本相互作用规律研究的 ３ 个基本问题：物质结构的层次、物质层次的特有规律和各种相互作用之间的联系，探讨了其在哲学上的一些启示：（１）物质具有可分性，但是无限可分的观点无法证实；（２）自然界各种相互作用既具有特殊性又具有相互联系，在高能标下可能存在一个统一的支配规律。     

发现的艰难

著名美籍华裔实验物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中谈自己发现J粒子。他说：“我做了十年矢量介子实验。在J粒子实验中，从上百亿个各种各样的粒子中找到了一个J粒子。这就像在北京地区下一场倾盆大雨，从无数雨点中辨认出一个带颜色的雨点那样困难。做实验是不能允许有丝毫的松懈和马虎的。”