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文章综述了粒子物理中标准模型理论的历史发展、面临挑战以及未来的发展趋势.目前阶段物质结构最小组成单元是夸克和轻子,量子色动力学是描述夸克-胶子之间强相互作用的基本理论,它具有渐近自由和夸克禁闭的特点.量子色动力学和电弱统一理论一起构成粒子物理中标准模型理论.标准模型理论成功同时也面临两大挑战:对称性破缺的本质和夸克禁闭难题,这意味着标准模型理论需要发展和突破.人们期望粒子物理学、天文学和宇宙学交叉发展联手解决物质结构和早期宇宙研究中面临的难题,最终揭示超出标准模型的新物理规律. 相似文献
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欧洲核子研究中心的大型重离子实验探测器(ALICE),利用2008年开始运行的大型强子对撞机(LHC),将核物质加热到太阳中心温度的几十万倍,研究在高温高密的极端环境下生成的新物质形态(夸克胶子等离子体或夸克物质)的性质.这样的实验有可能从本源上探索:强作用力如何支配物质结构?夸克作为强作用力的基本量子,如何禁闭于质子和中子内部?夸克作为物质的基本组成单元,质量从何而来?文章介绍在大型强子对撞机上探索物质本源的大型重离子实验,内容包括:强作用力与夸克模型、渐进自c由与夸克禁闭、重离子碰撞与夸克物质、LHC上的ALICE实验、连通夸克和宇宙. 相似文献
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现在人们认为:在我们周围物质世界中的强子一质子、中子、其他重子及介子等都是由夸克与胶子构成的.强子的夸克结构理论成功地解释了它们的各种静态性质.用高能轻子(电子、μ子等)轰击核子,甚至能定出内部夸克的动量分布.自从夸克、胶子的概念为人们所接受,科学家就在努力寻找自由的夸克与胶子.但是,迄今为止,不论在自然界或通过实验手段都没有成功,它们一直被牢牢地禁闭在每个强子“口袋’中,不能自由存在. 相似文献
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夸克理论创始人之一的美国物理学家默里·盖尔曼说过:“基本粒子是筑成一切物质的砖块,对它们的研究是全部自然科学的基础。” 宇宙万物以太空最遥选地方的星体到物质深处最细小的粒子,—其物质的基本组成是什么?人们的认识早已不是停留在由原子构成的阶段,20世纪初,科学家发现,原子是由质子、中子和电子组成的。直至本世纪60年代前,人们对物质结构的认识是,宇宙万物由电子、质子、中子、……这些基本粒子所组成,60年代初发现的基本粒子已经达到上百种,具有一定的周期规律性(与SU(3)群的数学对称理论相符合)。随着高能物理学研究的不断深入,物理学家以高能粒子束为武器,探测原子核,一系列的实验现象表明这些所谓基本粒子并不基本,像质子和中子是由更小的被称作“夸克”的粒子所组成。 夸克这个新概念最初是由美国加州理工学院的默里·盖尔曼和乔治·兹韦格于1964年提出的。这是一种惊人简化的理论:夸克假设,它指出,所有强相互作用粒子(如质子、中子)都是由点状的夸克所组成。例如质子由两个上夸克和一个下夸克构成,中子由一个上夸克和两个下夸克构成。由强子的夸克模型如今 相似文献
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现在人们认为:在我们周围物质世界中的强子一质子、中子、其他重子及介子等都是由夸克与胶子构成的.强子的夸克结构理论成功地解释了它们的各种静态性质.用高能轻子(电子、μ子等)轰击核子,甚至能定出内部夸克的动量分布.自从夸克、胶子的概念为人们所接受,科学家就在努力寻找自由的夸克与胶子.但是,迄今为止,不论在自然界或通过实验手段都没有成功,它们一直被牢牢地禁闭在每个强子“口袋’中,不能自由存在. 相似文献
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在基本粒子理论的标准模型中,有三代夸克.第一代由上夸克和下夸克(记为u和d)组成,第二代由奇异夸克和粲夸克(记为s和c)组成,第三代由顶夸克和底夸克(记为t和b)组成.重夸克物理专门研究c,b和t夸克,这项研究始于1974年c夸克的发现.开展对重夸克粒子(含有重夸克的基本粒子)谱的研究,能使人们获得有关夸克之间强相互作用的短距离行为的知识.此外,含重夸克的介子的衰变则是检验弱衰变理论的重要手段之一.近来,一大批有关这些弱衰变的实验结果已经陆续发表,从而使人们有可能对各种理论模型进行更严格的检验. c夸克是三个重夸克中最轻的,也是最早被… 相似文献
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一般带电粒子(电子、质子、离子等)的电荷都是e的整数倍,在基本粒子的层子或夸克理论中,由于假设了质子(电荷为1,以e为单位)等强子是由几个层子组成,层子的电荷就必然是分数(1/3,2/3等).过去在实验上一直没有找到自由的层子,因而产生了种种关于层子禁闭的假说,认为层子由于某种原因,总是被关闭在强子里面. 最近几年,斯坦福大学的Fairbank等改进了1911年Millikan测量电子电荷的油滴实验,认为看到了电荷为分数的单个层子,这些层子若能目由存在,在地球上一定数目不多,为此,加州大学的Slansky等[1]提出了理论解释,认为层子之间的相互作用力在… 相似文献
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自从1964年盖尔曼提出强子结构的夸克模型以来,夸克模型对于解释强子谱的分类取得了巨大成功。现在人们知道,强子内除夸克外,还存在胶子。但是实验上一直没有探测到自由存在的夸克和胶子。因此人们猜测,夸克和胶子只能处于被禁闭在强子之内的状 相似文献
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1983年标志着粒子物理发展史中特别引人注目的十年的结束.在从1973年开始的这十年中,有三个特别重要的,或许可以说具有历史意义的成就.它们是: 1.理论上与实验上实现了控制所有电磁现象和弱相互作用的力的统一. 2.认识到强相互作用粒子(核子、介子和其他强子)事实上是由称为夸克的更小的组分构成的,并发展了一种关于夸克之间作用力的初步理论. 3.承认存在着除了质量外其它性质几乎完全相同的三代基本粒子族.每一代包括两个夸克,一个带电轻子(电子、μ子和τ子)和一个中微子. 电磁力和弱力的这种统一理论与强相互作用的初步理论一起,称为“标… 相似文献
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本文用考虑了相对论修正的势模型计算重夸克偶素的能谱、轻子宽度和辐射跃迁宽度. 在模型中我们假定: 矢量型禁闭和标量型禁闭同时存在, 在远距离标量型禁闭为主, 在近距离矢量型禁闭为主. 在这个假定下我们得到了与实验符合得较好的精细分裂值. 相似文献
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二、规范理论在粒子物理研究中的应用 粒子物理主要研究组成物质世界的最基本单元是什么以及这些基本粒子之间相互作用和运动转化规律.利用对称性对粒子物理进行研究一直是一个重要方法,而且已经取得了很大进展.对认识粒子物理起了积极有效作用. 规范理论实质上也是一种对称性理论,它要求系统在一些么正么模群变换下具有不变性,即具有么正么模对称性.由于这种要求会自动给出粒子间相互作用形式,这就十分有利于粒子物理的研究.70年代以来,规范理论已经成为研究基本粒子的主要理论工具. 物理学家认为组成物质世界的基本粒子是轻子和夸克.轻子… 相似文献
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在过去的二十年内,基本粒子领域的研究取得了 巨大的成功.美国的一个基本粒子物理的专门小组把 近二十年来的惊人进展概括为以下几个方面:形成了 一个宇宙的标准模型——宇宙是由夸克和轻子组成 的,而它们又通过光子、胶子、w和z粒子联系在一起; 弱作用力和电磁作用力由规范场理论把它们统一起 来;借助量子色动力学认识了重子和介子的结构;相 互作用的夸克和胶子理论;所有的自然力完美地统一 起来的可能性;基本粒子物理和宇宙论的收敛性.这 里每一项成功都确助于阐明另外各项. 成就是巨大的,然而遗留下来的问题也是相当尖 锐的. 质量的起因… 相似文献
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规范场和夸克动力学模型--关于QCD和层子模型的议论 总被引：1，自引：0，他引：1
文章讨论了夸克QCD模型和层子模型的关系，说明夸克动力学模型的基础是非亚贝尔规范场理论．层子模型是半唯象理论，没有动力学互作用的机制．QCD由于以非亚贝尔规范场为动力学互作用机制，在高能行为有渐近自由的重要性质．层子模型是低能束缚态的唯象性质的模型，与渐近自由是完全无关．强调“渐近自由”是一个独立于夸克模型的物理概念，它的理论基础是非亚贝尔规范场理论；当把非亚贝尔规范场作为夸克相互作用建立了夸克的动力学模型——量子色动力学（quantum chromodynamics，QCD）；层子模型是想把静态夸克模型发展为动力学模型，但它走的路线与QCD完全不同，层子的互作用不涉及非亚贝尔规范场，与渐近自由是不同概念和不同思想和不同考察区域；文章还指出夸克动力学的QCD模型同层子模型是哲学思想不同，物理思想也不相同的路线，层子模型没有接纳非亚贝尔规范场而未能达成创新的成果．文章也强调三十多年前层子模型研究的创新意识和团队精神是我们值得推崇的优秀传统． 相似文献