J／ψ粒子的发现

本文回顾了Ｊ／ψ粒子的发现过程，分析了这项发现对粒子物理学发展的重大意义，并对发现Ｊ粒子的产生实验、发现ψ粒子的形成实验及发现γ粒子的实验进行了简要的评述．     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

新的发现 新的挑战——北京谱仪国际合作组发现新粒子

 2003年7月30日,中国科学院高能物理研究所在新闻通报会上宣布,北京谱仪国际合作组最近发现了一个新粒子。北京谱仪合作组是由高能物理研究所和国内17所大学和研究机构及美国、日本、韩国和英国的物理学家和研究生组成的。这个新粒子是该合作组通过分析5800万J/ψ粒子衰变的事例数据,在分析粲粒子辐射衰变到正反质子的过程中发现的。这项研究成果的论文已在世界最具权威和最有影响的期刊《物理学评论快报》(2003年7月)上发表。这次发现新粒子的消息顿时引起了各方的广泛关注。人们都很想知道这是一种什么样的粒子?这一新发现有何物理意义?这是不是又是一个突破性的成就?     

粒子物理和宇宙学

粒子物理学的研究对象是基本粒子,其尺度范围小于10-13cm,质量小于 10-23g,是所谓的微观物理学.宇宙学的最小研究对象是星系,其尺度范围大于 1019cm,质量大于1039g,是所谓的宇观物理学.热大爆炸宇宙模型使两者发生了密切的联系.近十几年来,这种联系日益深化,一方面使宇宙学臻于成熟,另一方面也推动着粒子物理学的发展. 以可靠的物理规律为基础的宇宙学研究,是在有了广义相对论之后才开始的.宇宙的膨胀则是在1929年Hubble发现了河外星系的退行规律后才逐渐被认识的.四十年代末,Gamow及其合作者以宇宙膨胀的观念为基础,首先成功地讨论了宇宙…     

非粒子交换导致的长程作用力

最近,Georgi建议了一种客体--非粒子,它不存在色散关系的约束(因而不是粒子),却受所谓的标度量纲控制.文章作者指出,它与粒子相互作用会导致粒子间新奇的长程力.这种力与人们熟知的长程力完全不同,在人们已设想到的任何新物理中也没有这样的长程力.如果在未来的精确测量中发现了这种力,这将明确地指向非粒子物理,从而对粒子物理学的基本概念产生重要影响.另方面,利用现有的精确观测的电子自旋-自旋长程作用,文章作者得到了对电子与非粒子相互作用的很强限制.对该领域的研究前景,文章中也作了简短的展望.     

邮票上的物理学史(61)--粒子物理学:观念和理论

粒子物理学是1897年随着汤姆孙发现电子而建立的.其发展迄今可以分为三个阶段,每个阶段历经三四十年.     

新版《粒子物理评论》问世

国际权威粒子物理手册《粒子物理评论》(ＲｅｖｉｅｗｏｆＰａｒｔｉｃｌｅＰｈｙｓｉｃｓ) 2 0 0 2年版已于 7月问世 .这本由国际粒子数据组 (ＰａｒｔｉｃｌｅＤａｔａＧｒｏｕｐ)主持编纂的专著 ,其内容以收录国际各家实验组正式发表并获得承认的有关粒子性质及新粒子寻找的实验数据为主 ,每两年修订一次 ,以求及时、全面地反映粒子物理学的当前研究成果 .最新版的《粒子物理评论》继 2 0 0 0年版之后大量收录了北京谱仪合作组发表的粲偶素数据 ,包括 ηｃ,Ｊ ψ ,ψ(2Ｓ) ,χｃ0 ,χｃ1 和 χｃ2 在内的 6个粲偶素 ,涉及质量、总宽度、…     

希格斯粒子性质测量

2012年大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验发现希格斯粒子,这是粒子物理发展的一个里程碑。这一重大发现揭示了基本粒子质量的起源,极大地深化了人类对于物质世界的认知。希格斯粒子发现之后,测量希格斯粒子的性质是检验粒子物理标准模型并寻找新物理的重要途径。文章从质量、自旋、宇称和耦合等方面介绍希格斯粒子的性质测量。     

邮票上的物理学史(58)--加速器·物理实验的大型化

加速器是原子核物理学和粒子物理学中的重要仪器.它利用不同形式的电磁场,把各种带电粒子(电子、质子、轻离子、重离子)加速到很高的能量.用加速器加速的高能粒子轰击各种原子核,观察所引起的核反应,就可以深入研究原子核结构及其变化规律.几十年来,人们在加速器上发现了上千种合成的人工放射性核素,发现了绝大部分超核元素,使原子核物理学迅速发展成熟;与此同时,用加速器又发现了上百种新的粒子,包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子,从而建立了粒子物理学.除了用于基础研究之外,大量的小型加速器还广泛应用于同位素生产、肿瘤的诊断和治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、农作物种子辐照等工、农、医各个领域.     

高能物理学de发展及其展望

 高能物理学、亦称粒子物理学,是在原子、原子核和宇宙线的研究中诞生的.在原子的研究中发现了电子和光子,建立了量子力学和量子电动力学.量子电动力学是一种最简单的量子规范场论.以后提出的量子非阿贝耳规范场论是当前粒子物理基本理论的基础.在原子核的研究中发现了质子和中子,并且发现:除了二十世纪以前发现的万有引力相互作用和电磁相互作用以外,自然界还存在着另外两种基本相互作用:强相互作用和弱相互作用.     

有希望发现希格斯玻色子

据英因New Scientist（13Jan．2007），5报道：从新测定之传递弱相互作用的一种w玻色子的质量推断，利用将于今年启用的一台新粒子对撞机有希望发现希格斯粒子．希格斯玻色子（Higgsboson）对于回答“什么是质量”这个问题至关重要，尽管一直未被发现，但粒子物理学的标准模型预言w玻色子、“顶”夸克和希格斯玻色子三者的质量之间有一定联系．     

暗物质问题简介

暗物质的属性问题是当代物理学面临的一大挑战.文章简要回顾了暗物质的发现历史,已有的暗物质观测证据和粒子物理中的暗物质候选者以及暗物质丰度起源相关理论,还介绍了近年来暗物质的空间间接探测和地下直接探测及其在理论上研究的新进展.     

亚原子物理百年回眸

 近日读到奥斯丁(Austin)的德克萨斯大学物理和天文系教授斯蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)于2011年4月在美国物理学会“亚原子物理100年”会议开幕式讲演,深受感动,欣然命笔,梳理百年来粒子物理发展的轨迹,集成此文,以缅怀先贤,鼓励后人.因涉及内容颇丰,故本文的选材只能是纲领性的.文中提到的每一位科学家都对粒子物理的发展作出了重要贡献,故不必区分各位科学家是否是诺奖得主.物理学是一门以实验为基础的科学,粒子物理学也不例外,本文的选择也遵循了这个精神.粒子物理数据的更新日新月异,文中所引数据只能保证在特定时期内准确.     

未来最有可能震动物理世界的实验

<正>当CERN的科学家2013年7月宣布他们发现了希格斯玻色子的时候,描述所有已知粒子和相互作用的标准模型理论被认为已经发现了它框架结构最后一点所缺少的东西,这个东西就是被认为给出所有粒子质量来源的希格斯玻色子。这意味着当今时代的粒子物理学已经划上了圆满的句号。这是一件非常好的事情,对吧?慢着,也可能不是。科学家一直以为标准模型所缺憾的希格斯粒子是非常重要的,它将引导更     

宇宙线的百年研究

二十年的大气电离之谜导致了宇宙线的发现．宇宙线的研究打开了粒子物理学的大门．而今天，宇宙线又为银河系外的天体物理学开启了一扇窗口．     

夸克模型的提出者——盖尔曼

 M·盖尔曼(Maurray Gell-Mann),一位粒子物理学界的奇才,自50年代以来,在粒子物理学中一直扮演着最重要的角色。特别是他于1964年提出的夸克模型,开辟了人们对物质结构认识的新篇章。一、盖尔曼其人M·盖尔曼于1929年9月15日出生于美国纽约城。盖尔曼的父母是第一次世界大战之后从奥地利移居到美国的.     

1999年诺贝尔物理学奖介绍

通过对粒子物理学和量子场论（特别是非阿贝尔规范场论）发现史的简要回顾,介绍了１９９９年诺贝尔物理学奖得主’ｔ Ｈｏｏｆｔ教授和Ｖｅｌｔｍａｎ教授在这两方面的主要贡献。     

CEPC-SppC加速器——从概念设计到技术设计

2012年7月4日欧洲核子研究中心(CERN)宣布在大型强子对撞机LHC上发现希格斯粒子,科学家经过50多年的搜索,粒子物理学终于进入了希格斯时代。由于希格斯能量为较低的125 Ge V,因此,除了可以使用直线正负电子对撞机(例如ILC和CLIC)外,还可以采用环形电子正负对撞机产生希格斯粒子,并且后者具有更高的亮度及更多的对撞点,除了在功耗方面外。     

探索上帝粒子与质量起源

欧洲大型强子对撞机(LHC)上发现的125 GeV新希格斯粒子可能成为标准模型预期的"上帝粒子"。这一革命性发现开启了探索宇宙中一切基本粒子质量起源的新时代,成为21世纪粒子物理学的转折点。文章着重介绍:(1)探寻上帝粒子的重大科学意义;(2)探索质量起源的历史,以及为什么牛顿力学和爱因斯坦相对论均未解决质量起源问题;(3)神秘的真空与希格斯机制;(4)上帝粒子是如何提出的和怎样在LHC上发现的;(5)展望21世纪质量起源的探索与新物理定律的革命。     

在粒子物理学课堂教学中融入学科发展前沿

粒子物理学是粒子物理和核物理方向硕士研究生的一门重要专业基础课,也是一门不断发展的学科。本文以粒子物理学的两个教学重点强子及强子结构和标准模型的检验及Higgs粒子的探测为例,对在粒子物理学课堂教学中融入该学科发展的前沿动态进行了探讨,有助于学生了解本学科的最新研究进展、研究热点和有待解决的问题,拓展知识面,激发学习和研究的兴趣,培养创新思维。