“宇宙与生命”讲座之六――三代粒子与核子质量

宇宙万事万物纷繁复杂，千变万化，令人眼花缭乱。但是背后却潜藏着惊人的规律性。人类对这些规律性已有相当深入的认识：但是从根本上来说，人类对这些规律性的认识又是矛盾和凌乱的。深入在于，我们有量子场论和广义相对论的理论基础，这两个基础理论在解释和改造世界的实践中获得了巨大成功。矛盾和凌乱在于，这两个基础理论在基本观念上居然是互相矛盾和不自洽的!统一这一矛盾的理论出路可能是“弦理论”，     

An Exact Evolution Equation of the Curvature Perturbation for Closed Universe

As is well known, the exact evolution equation of the curvature perturbation plays a very important role in investigation of the inflaorresponding exacttion power spectrum of the flat universe. However, the c extension for the non-flat universes has not yet been given clearly. Interest in the non-flat, specially closed, universes has been aroused recently. The need for this extension is pressing. We start with the most elementary physical consideration and obtain finally this exact evolution equation of the curvature perturbation for the non-flat universes, as well as the evolutionary controlling parameter and the exact expression of the variable mass in this equation. We approximately perform a primitive and immature analysis on the power spectrum of non-flat universes. This analysis shows that the exact evolution equation of the curvature perturbation for the non-flat universes is very complicated, and we need to carry out many numerical and analytic works for this new equation in the future to judge whether the universe is fiat or closed by comparison of theories with observations.     

双星放射引力辐射的阻尼力

本文计算了双星的辐射阻尼。按照广义相对论,在广义坐标变换下,星体的运动方程中出现的力是与坐标的选择有关的。不同坐标条件将原则上导致不同的阻尼力。现在人们已经成功地观察到双星辐射阻尼效应。这表明应该找出一个物理的坐标系。在这个坐标系中算出的阻尼力等于观察到的值。我们提出下面物理条件代替通常的坐标条件。这个条件就是不存在时间方向和纵向极化的引力波。这个条件在所要求的近似下决定了我们认为是物理的坐标系。在这个坐标系中得出双星公转周期p的变化为P=-6.5×10^-12(m₁m₂)/M_⊙²((m₁+m₂)/m_⊙)^-1/3。 关键词：     

微波背景辐射谱和宇宙的结构

 2000年公布了宇宙学领域中的一项重大观测结果,这就是Ｂｏｏｍｅｒａｎｇ和Ｍａｘｉｍａ两实验组利用毫米段微波望远镜较准确地测得了宇宙微波背景辐射(ＣＭＢＲ)功率谱,特别是其第一峰。微波望远镜是一个由液氦三超低温冷却并由氮化硅微网吸收器组合的阵列辐射仪,被吊挂在巨型探测气球之下。以Ｂｏｏｍｅｒａｎｇ组为例,气球于1998年底在38千米高空沿南纬80度线绕南极一圈巡航了10天,多遍扫描了占全天空3%的南极天区,经漫长的数据处理后,直到2000年4月才公布了部分数据的处理结论。2001年,两实验组又有更精确的观测数据问世。1964年被首次观测到的ＣＭＢ     

第二讲宇宙微波背景辐射

简单介绍了近年来关于宇宙微波背景辐射在观测上取得的重大进展，以及有关它的解释、理论和意义．宇宙微波背景是我们了解宇宙奥秘的一个至关重要的窗口．在未来几年，它还将扮演更加重要的角色．     

双中微子双β衰变已观察到;无中微子衰变正在寻找

许多有偶数质子和中子的原子核可能经历双β衰变,发射出两个电子和两个中微子.但这一过程的半衰变太长,过去只能靠地质材料中测衰变的次生核的丰度定出.现在加州大学的Elliott等人已在其实验室中观察到了硒82的双β衰变,并定出半衰期为1.1-03+08×1020年.这一数值比以前实验室中能测出的最长时间还大几个量级.这一测量还为无中微子双β衰变的观测创造了可能性.这种无中微子衰变事例有可能定出中微子质量. 他们的实验装置是时间投影室或“增强漂移室”.把14克97%浓缩的硒82样品放在两层聚脂薄膜片之间,再放到漂移室的中心平面处.室内充以氦…     

Grand Unified Yukawa Matrix Ansatz： The Standard Model Fermion Mass, Quark Mixing and CP Violation Parameters

We propose a new mass matrix ansatz： At the grand unified （GU） scale, the standard model （SM） Yukawa coupling matrix elements are integer powers, of the square root of the GU gauge coupling constant ε ≡√αGU, multiplied by order unity random complex numbers. It relates the hierarchy of the SM fermion masses and quark mixings to the gauge coupling constants, greatly reducing the SM parameters, and can give good fitting results of the SM fermion mass, quark mixing and CP violation parameters. This is a neat but very effective ansatz.     

“宇宙与生命”系列讲座之一——万物之图

2002年,我在中国科学院研究生院开设了一门面向全院的公共选修新课程——“宇宙与生命”。该课本来是为了介绍一些有关宇宙与生命的基础知识和精美图片,但是数年来许多同学的提问和与我的讨论,促使我思考了更广泛和更深层次的一些问题：宇宙为何如此？宇宙与生命之间的关系是什么？我们的宇宙特殊吗？当今前沿科学怎么认识我们的宇宙和其中的生命？开课6年以来,该课深受同学们的欢迎。通过数年的备课、教学和思考,除了解到科学界对这些问题的激烈争论外,还感觉到我自己也产生了一些比较独特的看法。应《现代物理知识》的邀请,我特地对该课和我的一些独特看法加以总结,为该杂志写几篇介绍文章,以便抛砖引玉,启发读者获得更深入的见解。以下是我的各篇文章标题：万物之图,万物之数,宇宙之大,生命之难,调控万物,核之精细,质量的生成,宇宙的格局、演变与未来,从弦与膜的世界到我们的宇宙——未解之谜,我们宇宙的中心角色——高级生命。     

“宇宙与生命”讲座之五――生命之难

莫大的宇宙中,居然有生命。物理规律的本质是对称的统一,物理世界的实现是对称的破缺。对称破缺的方式是多种多样的,因此物理世界的实现不会是唯一的。物理规律不会只产生一个宇宙。众多的荒芜宇宙中,能产生生命的宇宙是个奇迹。前四讲提到,我们的宇宙是为将来有生命而诞生的。     

“宇宙与生命”系列讲座之二——万物之数 太阳质量

我们可以把宇宙中的万事万物放入“万物图”中,但是这万事万物主要是被什么因素决定的呢？格局是被基本物理规律决定的,而相互的数量关系是被基本物理常数决定的。基本物理常数是分层次的。从比较表层的现象看,最重要的基本物理常数有5个,它们是宇宙哈勃常数H0、核子质量,mn、电磁相互作用常数α、电子质量me、