为什么宇宙中的物质与反物质不等量

宇宙学家认为在大爆炸 中产生了相等数量的物质与反物质。如果物质与反 物质粒子是严格地彼此相反的,它们应该已经发生 湮灭而只剩下光子。然而,我们的宇宙是以物质为 主的,这意味着大爆炸之后物质与反物质经历了不 同的过程。为说明这种过剩的物质,粒子物理的标 准模型预言,物质和反物质的衰变速率略有不同。 这种被称做电荷-宇称破坏(CP violation)的效应是     

费米实验室探测到物质与反物质之间的跃迁

宇宙学家相信，在大爆炸过程中产生的物质与反物质是等量的．但是如果物质与反物质粒子是彼此严格相反的，那么它们将已经湮灭而只剩下光子了．这种情况并没有发生，这就是为什么宇宙中的物质比反物质多的多．     

B工厂实验宣布CP破坏新结果

在 2 0 0 2年 7月举行的国际高能物理会议上 ,两个Ｂ工厂 (美国的ＰＥＰⅡ和日本的ＫＥＫＢ对撞机 )实验组———ＢａＢａｒ和Ｂｅｌｌｅ分别报道了它们在Ｂ介子系统中考察ＣＰ破坏效应的最新结果 .它们测量了表征ＣＰ破坏程度的参数ｓｉｎ2 β :ＢａＢａｒ的结果为 0 74 1± 0 0 6 7± 0 0 33,Ｂｅｌｌｅ则为 0 719± 0 0 74± 0 0 2 5 .两者之间符合得很好 ,其所达到的精度已无可怀疑地将ＣＰ破坏效应确定了下来 .回想三年之前 ,Ｂ介子中的ＣＰ破坏还只是一个合理的推断 ,而今天ＣＰ破坏已被确认为粒子物理标准模型的基础 .但是 ,实…     

理论物理

我所理论物理研究包括粒子物理理论、中高能核物理理论、引力理论、宇宙学和数学物理等方面，1998年共发表105篇学术论文(其中63篇在国外杂志上发表)。主要研究领域简述如下。     

弱衰变Bd→J/ψKS中的CP破坏与新物理

最近BaBar与Belle国际合作组对弱衰变Bd→J/ψKS 中的CP破坏测量结果似乎暗示有新物理存在于B0d-B0d 混合.为此给出一个模型无关的分析,以说明新物理对标准模型结果的可能修正.特别强调,即使实验证明Bd→J/ψKS 中的CP破坏效应与标准模型的预言相符,仍然有可能存在新物理.     

B工厂探测器和CP破坏

1 .什么是Ｂ工厂Ｂ工厂也称Ｂ介子工厂 ,是指像“工厂”一样生产巨量的Ｂ介子 (带ｂ夸克的介子 )的加速器和探测器装置的总称。其亮度达 10 3 3 ｃｍ-2 ｓ-1—10 3 4ｃｍ-2 ｓ-1,比常规加速器约高出 10 0倍。Ｂ工厂通常是指现在运行的 4台加速器和探测器 ,即ＣＥＳＲ ＣＬＥＯ3(美国 ,Ｃｏｒｎｅｌｌ) ,ＨＥＲＡ Ｈｅｒａ -Ｂ (德国 ,ＤＥＳＹ ) ,ＫＥＫＢ -Ｂｅｌｌｅ (日本 )以及ＰＥＰⅡ -ＢａＢａｒ(美国 )。2 .为什么要建造Ｂ工厂物理学认为 ,宇宙开始时 ,正反粒子的分布是对称的。但是现实世界是物质的 ,而不存在反物质世界。这种结局…     

为什么CP破坏对宇宙很重要

 从阿尔法磁谱仪（ＡＭＳ）的反氦核的测量结果谈起 １９９８年６月,阿尔法磁谱仪搭乘发现号航天飞机升空作试飞行。在１０天的飞行期间,在约４００千米的高空收集到２．８６ ｘ １０６氦核,但没有发现反氦核,给出的测量结果：反氦核／氦核＜ １．１ｘ１０^－６。这一结果与原来的宇宙中不存在反物质的结论是一致的。 宇宙中是否存在反物质是科学中的一大难题。根据目前普遍接受的大爆炸（Ｂｉｇ Ｂａｎｇ）学说,宇宙是由约发生于１２０－２００亿年前的大爆炸产生的。大爆炸后,宇宙在不断地膨胀和冷却。大量的天文学观察和天体物理实验支持了这个理论。很自然,大爆炸应该产生相同数量的物质和反物质。什么叫反物质呢？     

为什么要研究物质结构

 如果没有正确的元素概念及其科学的研究,人类就会局限在“水、土、气、火”或者“金、木、水、火、土”的圈子里,任凭炼金或炼丹术士的风箱和坩埚吞云吐雾;如果不了解空气的组成,人类就不知道自己赖以生存的氧气为何物,更谈不上气体的液化和由此引出的超导、超流现象,如果没有原子、分子论的建立,就无所谓认识生物大分子ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构,也就无所谓认识生命现象最本质的内容,如果不对原子和原子核做解剖,就不会发现“比一千个太阳还亮”的新能源,也就不会发现奥妙无穷的粒子世界．一言以蔽之,从物质的深层结构来看物质,是探索自然奥秘的一种基本而又有效的方法．     

反物质和暗能量

 上个世纪,人类在探索宇宙奥秘和物质基本结构及其相互作用的道路上取得了辉煌的成就,建立了描述微观世界的粒子物理标准模型和描述宇观世界的大爆炸宇宙学标准模型。粒子宇宙学将微观世界和宇观世界、粒子物理学和天文学结合起来,研究早期宇宙这一极端条件下的物理规律,探讨基本粒子的相互作用的统一。近代宇宙学研究表明,在宇宙演化过程中经历了暴涨(Inflation)阶段。基于粒子物理的标量场理论,暴涨宇宙学不仅为经典大爆炸宇宙模型中的初始条件和疑难给予了答案,而且提供了一个描述宇宙大尺度结构成因的合理理论,并为近年观测所支持。     

当前粒子物理研究中的几个热点——记第16届国际轻子光子会议

 去年8月,第16届轻子光子国际会议在美国cofnell大学召开。来自世界各高能物理实验室的七百余名物理学家齐聚一堂,听取了实验与理论的近30篇专题报告。弱电统一和QCD标准模型获得实验更精确的检验,但是,顶夸克和Higgs粒子的寻找仍然是悬而未决的课题。     

宇宙常数与蛀洞

 在物理学的发展中,理论与观测之间的尖锐矛盾往往能启发人们更深刻地认识自然界,并以此为线索创立新理论.但是,长时间以来,宇宙常数的理论预言与观测之间的矛盾却给物理学的研究带来巨大的困惑.宇宙常数是爱因斯坦解广义相对论方程时引入的.     

最新重要实验发现——B介子衰变到K*介子和光子

 今年4月中康奈尔电子储存环CESR（CornellElectron Storage Ring）上的CLEO组宣布了他们直接测量到了B→K（892）γ的结果（γ代表光子）.给出了相应衰变分枝比.这是继我国精确测量τ轻子质量之后,又一极其重要的高能物理实验结果,受到理论工作者的普遍重视.本文将扼要介绍此实验及其理论意义.     

中子星物质中的K介子凝聚与三体核力效应

利用Brueckner-Hartree-Fock方法,计算了β稳定中子星物质的状态方程以及三体核力的影响,特别是研究了三体核力对中子星物质中K介子凝聚的影响. 结果表明三体核力对β稳定中子星物质中出现K介子凝聚的临界密度以及中子星物质中各种粒子所占的比例均有重要影响. 三体核力的主要作用是降低了中子星物质中出现K介子凝聚的临界密度并使K凝聚相中的核物质更加接近于对称核物质.     

前沿与基础：宇宙物质和过程的研究与原子分子物理

原子、分子是物质结构的第一个微观层次，是通向下两个微观层次———原子核和粒子的大门．原子分子物理在宇宙物质和过程的研究中起到基础理论的重要作用，而宇宙物质和过程的前沿研究则向原子分子物理提供了许多新的生长点．天体中有无止境的原子分子物理问题有待于人们探讨与研究     

分子XH(X=O,S, Se和 Te)中的正电子能级与正电子原子

基于全对称群的Dirac方程, 研究当存在核场时的正电子能级及其与核场的关系, 即计算在分子OH, SH, SeH和 TeH的核场下的正电子能级. 这时正电子的能量约为 e⁺=-1.022 MeV. 对于低能级, 当核场强增大时, 其能量有所升高, 而对较高能级, 核场强增大时, 其能量无明显变化. 正负电子的湮没过程为三光子湮没过程(the three-photon annihilation). 而当生成e⁺- e^-<关键词：Dirac方程三光子湮没过程正态的正电子原子电荷宇称守衡     

耗散粒子动力学模拟方法在软物质体系研究中的一些进展与应用

软物质是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质,主要包括聚合物、表面活性剂、液晶、胶体悬浮液、以及生物大分子等。软物质能够对外界微小的作用产生强烈的非线性响应,并展现出丰富的有序自组装相态。作为一种新颖的模拟技术,耗散粒子动力学方法非常适合在介观尺度上对软物质体系的复杂行为进行合理的描述。本文对耗散粒子动力学模拟方法的发展及一些应用进行了系统评述。耗散粒子动力学模拟方法体现了分子动力学与格子Boltzmann模型的优点,通过与其它理论模型（如Flory-Huggins理论、Smoothed particle hydrodynamics模型等）相结合,该方法能够在介观尺度上有效地研究聚合物熔体和溶液体系、生物膜及囊泡体系以及胶体悬浮液等体系的行为。这些研究结果,对新材料的研发、特殊材料的制备、以及材料加工条件的选择具有十分重要的科学意义和实际应用价值。     

重子物质与反重子暗物质统一的起源

美国和加拿大的物理学家提出一种新粒子可以解决现代物理的两个重要疑难问题:暗物质是什么以及为什么宇宙中的物质远比反物质多?预计这种有待发现的粒子主要衰变成正物质,而其反粒子主要衰变成隐藏的反物质.研究人员声称,这种粒子在早期宇宙中的存在可以说明为何宇宙中物质比反物质多,以及暗物质实际上是隐藏的反物质.