邮票上的物理学史（62）--粒子物理学:观念和理论(续)

理论上的另一进展是对相互作用中对称性和守恒量的研究.原来以为,在各种相互作用中,都有空间反射变换P、电荷共轭变换C和时间反演变换T下的不变性.不过,这只是人们抱有的一种观念,除了泡利在1955年曾在一般前提下从理论上证明了在CPT联合变换下量子场论的不变性以外,其他的都未曾在实验或理论上得到过证明.1955年,出现了所谓θ-τ之谜.1956年,李政道和杨振宁分析了以往的实验,他们发现,在弱作用中宇称守恒从来没有得到过实验的确证.因此他们提出,弱相互作用中宇称不守恒(没有空间反射变换下的不变性),这样也就没有θ-τ之谜了.1957年,吴健雄领导的小组按照李政道和杨振宁的建议,进行了极化原子核钴60的β衰变实验,证实宇称不守恒.随后不久,其他的弱作用实验也证实了宇称不守恒,而且C宇称也不守恒.李政道(图12,内维斯1995年,诺贝尔奖设立百年)和杨振宁(图13,马尔代夫1995年,诺贝尔奖设立百年;图14,圭亚那1995年,诺贝尔奖设立百年)获得1957年诺贝尔物理奖.这是华人首次获得诺贝尔奖.他们的得奖,就像半世纪前詹天佑自力修建京张铁路一样,改变了中国人觉得自己不如人的心理状态,提高了民族自信心.     

W玻色子质量精确测量背后的精确计算

<正>1.永不缺席的W玻色子标准模型中，W玻色子是负责传递弱相互作用的媒介粒子。像现在核电站发电涉及的核裂变反应，是由重元素的放射性衰变过程启动的，该衰变过程本质上是由W玻色子传递诱导的。此外，1957年由李政道、杨振宁和吴健雄一起合作发现的弱相互作用中的宇称不守恒背后的机制(图1)也是由W玻色子传递的纯粹左手的弱相互作用。     

广义相对论的实验验证和人造地球卫星

从报刊消息中,大家已经知道,1957-1958年是地球物理年,在这时间内将制成第一批人造地球卫星. 第一批人造卫星离地球还不很高,大约300-600公里(图1),体积也是很小的.但     

轻子动力:是幻想,还是未来的事实?

一、引 言 人们早就知道,利用氢同位素在高温下的热核反应可获得极大的能量.1957年,阿尔瓦雷斯等人(1957年)发现了另一种产生聚变的方法[1],这就是用μ子在液氢中引起的冷聚变或催化聚变的现象.其实,这种现象早由夫兰克(1947年)[2]和Zel’dovich(1954年)[3]在理论上作过预言.但是继最初的一些实验之后不久,就发现μ子催化聚合反应在技术上无法作为实际能源投入使用(杰克逊1957年)[4]. 尽管μ子的寿命太短,限制了它成为行之有效的聚变催化剂,但粒子物理学的最新发展,展示出催化聚变可能最终会在实际上成为可能的前景.这方面的进展之一,是发…     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——1932年

在物理学史上 ,有一些闪耀着特别耀眼光芒的年份 .如 1 895年前后微观世界中的三大发现 ;1 90 5年爱因斯坦在《物理学杂志》上接连发表几篇论文 ;1 92 5—1 92 8年是建立量子力学的那一段“英雄年代” .1 932年也是这样一个年份 .这一年也有三大发现 ,按照时间顺序是发现中子、发现氘和发现正电子 .中子是卢瑟福的学生和助手查德威克 (图 1 ,加蓬1 995年 ;图 2 ,马尔代夫 1 995年 )发现的 ,它的发现经历了一个复杂的过程 .卢瑟福早就考虑过 ,可能存在一种质量与质子差不多的中性粒子 ,他把它设想为一个电子落入核内将核电荷中和了的氢原子 .…     

非常大的B~0-~0混合

1956年,为了解开之谜,李政道和杨振宁提出宇称守恒定律在弱相互作用下可能不成立.1957年,吴健雄观测到60Coβ衰变时发射出的电子在空间中的分布是不对称.于是李、杨的理论得到了证实.是同一粒子即K0介子也得到了确认. 六十年代,K0介子给了我们许多新知识.K0介子是由下夸克和反奇异夸克组成的;而K0介子则由反下夸克和奇异夸克组成.人们发现,奇异量子数相反的态K0和K0之间可以相互转换,即存在K0-K0混合.1964年,人们发现,K0介子衰变时,CP不守恒.(C为电荷共轭,P为宇称)即粒子变成反粒子同时作空间反演,物理规律并不守恒.这是人们发现CP不…     

为什么安培未能发现电磁感应

一、1822年安培所做的实验 1832年法拉第宣布他发现了电磁感应之后,安培声称,实际上他在1822年就已经发现了一个电流能够感应出另一个电流.事实确是如此.1822年的晚夏,安培在日内瓦重做了他在1821年7月做过的实验.他的助手是他老朋友的儿子奥古斯特·德莱里弗(Auguste dela Rive),实验装置如图1所示. 图1中,DRE是一个固定在支架上的线圈,它是由很多匝绝缘导线绕成的;F和B是线圈的引线,用来与伏打电堆相连;HIG是一个由很细的铜条弯成的铜环,并利用一根穿过线圈的细线把铜环悬挂于P,且使铜环正好同心地悬挂在线圈里面.1821年的实验是将线…     

邮票上得诺贝尔奖的物理学家和工作──X射线的发现

 １９０１年是２０世纪开始的一年,诺贝尔奖也于这一年开始颁发。第一届诺贝尔物理奖授给了德国物理学家伦琴,因为他于１８９５年发现了Ｘ射线。在上期的图７中我们已看到向伦琴授奖的盛况。图１为瑞典１９６１年发行的纪念１９０１年诺贝尔奖的邮票,最右为伦琴;图２为德国１９５１年纪念第一次诺贝尔物理奖５０周年的邮票,除伦琴肖像外,右上角有他在实验中所用的Ｘ射线管。在他之后,还有多项与Ｘ射线有关的研究工作获得诺贝尔奖。伦琴发现Ｘ射线伦琴（图３,东德１９６５,诞生１２０周年;图４,西班牙１９６７,欧洲放射学大会;图５,古巴１９９３,伟大科学家）在发现Ｘ射线时是德国维尔茨堡大学的物理学教授。     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

邮票上的物理学史(34)——普朗克和能量子

普朗克 (图 1 ,西柏林 1 953年 ;图 2 ,古巴 1 994年 )没有接受他的老师ｖｏｎＪｏｌｌｙ的劝告 ,还是选择了物理学为他的终生职业 .他自称选择物理学作为自己的专业并不是渴望作出重大的发现 ,而主要是为了求知 .但是时势造英雄 ,当时物理学的形势加上普朗克本人的勤勉、认真和深思熟虑 ,仍然使他作出了划时代的发现 ,揭开了 (虽然是不情愿地 )物理学革命的帷幕 .普朗克是从对黑体辐射的研究发现能量子的 .普朗克早年感兴趣的是热力学和物理学的普遍问题 .他曾着重研究不可逆过程和热力学第二定律 .他写的《热力学讲义》一书 ,在出版后的 3…     

邮票上的物理学史——赫兹和电磁波

德国物理学家Ｈ .赫兹 ( 1 857～ 1 894年 ) (图 1 ,西德1 957年 ;图 2 ,东德 1 957年 )虽然只活了短短 3 7年 ,却作出了两大发现 :一是在实验上证实了麦克斯韦预言的电磁波 ;二是发现了光电效应 .1 9世纪 70年代 ,当赫兹开始科学活动时 ,人们对电磁现象的认识 ,还处于莫衷一是的状态 .麦克斯韦的电磁理论刚刚建立 ,由于用到比较高深和新颖的数学工具 ,更由于牛顿力学的概念已经深入人心及宏观力学现象的直观性 ,它并没有被普遍接受 ,许多物理学家仍然局限在机械论的框框内 ,企图依照力学理论来建立电磁理论 .麦克斯韦理论的关键是位移电流…     

计算机分析穆斯堡尔谱的方法

前言 穆斯堡尔效应是原子核对r射线的无反冲的共振吸收和发射现象,它是鲁道夫·勒·穆斯堡尔(LR.Mossbauer)在1957年发现的,故以他的名字命名.穆斯堡尔效应自发现以来,发展极其迅速,现已成为专门的学科─—穆斯堡尔谱学.穆斯堡尔效应的应用非常广泛,已经渗透到物理学、化学、矿     

中国人荣获国外物理奖概况

 六 汪躇昭 1981年,获西欧法语区声学家阶会荣誉奖章; 一 蔡柏龄19。3年,获巴黎市荣誉奖章; 1934年,获法国研究发阴局银质奖章;1945 iF,获法国科学院虞格大奖. 1947年,获埃梅·贝尔泰奖.七 吴健雄 二 丁赣巾1975年,获美国国家科学勋章; 1976年,与里希特共同荣获诺贝尔物理奖.1978年,获沃尔夫基金会首届奖金. 三 龚祖同 八 杨振宁 1981年,获美国福托·索尼克斯成就奖.1957年。与李政道同获诺贝尔物理学奖; 四 李政道1985年,获美国国家科学技术奖章. 1957年,与杨振宁共同荣获诺贝尔物理奖.九 袁家胸 五 钱5强1972年,获美国古根海姆奖金.     

更快、更高、更强——2001年的超导研究

 在2001年,全世界的科技工作者为量子论诞生100周年和诺贝尔奖颁发100周年举行了一系列庆祝活动。在《科学美国人》杂志的一篇纪念文章中,作者列举了33项展示量子论神奇力量的重大发现,这其中有8项与超流-凝聚有关。它们是1911年超导电性的发现,1924年玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的预言,1938年超流的发现,1957年BCS超导理论的提出,1973年核磁共振成像用于医疗诊断,1980和1982年整数和分数量子霍尔效应的发现,1986年铜氧化物高温超导体的发现和1995年BEC的实现。     

穆斯堡尔谱学三十年

 穆斯堡尔在阅读自己关于¹⁹¹Ir共振的第一篇文章时突然意识到,他可以直接由多谱勒位移实验来确定自然宽度的谱线--他预见到会有一场竞争.他把文章送到在他看来“没有多少人阅读的德文《自然科学》杂志上”发表.当立即有二百多人来索取复印本时,他“迅速意识到这竟是犯了一个多么大的错误”.他因发现这种“无反冲γ射线共振吸收效应”,获得1961年诺贝尔物理奖.鲁道夫·路德维希·穆斯堡尔生于1929年1月31日.他在一些工业实验室花费了一年时间,后来进入慕尼黑工业大学,1952年完成学位课程,1954年完成了他的论文.1955-1957年,他到马克斯-普朗克医学研究所从事研究工作,1958年在慕尼黑工业大学获得博士学位.     

超核

 1952年,波兰物理学家达尼茨和普尼夫斯基从暴露在宇宙线中的核乳胶里发现了第一个(?)超核(见图(?)).从图一的照片上可以看到,一个高能质子击碎了核乳胶里一个银原子,其中一块碎片经过慢化,在静止状态下通过发射一个带电π介子和一个质子而衰变.     

宇称不守恒问题及其逻辑结构

<正>1956年,李政道(T.D.Lee)和杨振宁(C.N.Yang)提出了弱相互作用中宇称不守恒假说,1957年,吴健雄(C.S.Wu)及其同事完成了假说的实验证实工作,随后,李政道和杨振宁共获当年的诺贝尔物理学奖。李、杨二人从提出假说到获得诺贝     

1957年7月巴丁、库伯和施里弗将他们的论文“超导性的理论”投寄发表

50年前,也就是1957年,约翰·巴丁（John Bardeen）、里昂·库伯（Leon Cooper）和罗伯特·施里弗（Robert Schfieffer）提出他们对超导性的完整理论,终于解释了超导性,这个自1911年被发现以来,对物理学家一直都是个谜的现象。     

超导微观理论及其进展浅说

一、引 言 从1911年发现金属的超导现象到1957年超导微观理论的建立,经过了将近半个世纪。在这期间,一大批杰出的物理学家在实验和理论方面作了艰苦的努力和广泛的探索,逐步揭示出产生超导性的微观机制与物理图象,使人们对超导现象的认识逐步深化.再借助于40年代后期开始研究、50年代初期发展起来的量子场论方法,在1957年由巴丁(Bardeen)、库珀(Cooper)、施里弗(Schrieffer)三人共同创立了近代超导微观理论.这就是著名的BCS理论. 本文将扼要地介绍关于超导性的基本实验结果,实验及理论的研究怎样引导人们去认识这一重大的物理问题,介绍B…     

邮票上的物理学史B41——居里夫人

1906年皮埃尔因车祸去世后,居里夫人接替他担任巴黎大学教授,她是巴黎大学理学院第一位女教授.她二话没说,就把皮埃尔中断的放射性课程继续下去;并且继续提纯镭.1910年她提炼出纯粹的金属状态的镭.1911年,由于发现钋和镭以及提炼出纯镭的工作,她独立获得了诺贝尔化学奖(图1,瑞典1971年),成为第一个两次获得诺贝尔奖的人.