宇宙起源与未来的探索

 宇宙的起源是目前科学界十分关注的问题,存在着多种模式,经过长期争论,大致可归纳为两种理论:一种是大家熟知的“大爆炸”学说;另一种为“稳恒态宇宙学理论”,该理论否认宇宙有起源。     

暗物质模型简介

粒子物理学的基本任务之一是探究宏观物质世界的微观起源。以粒子物理标准模型(二十世纪六七十年代)为代表性成就的二十世纪,是粒子物理学的黄金时期。在规范对称性的框架下,标准模型成功地统一了微观世界中(由夸克、轻子和传递相互作用的规范粒子组成)除引力之外的三种基本相互作用： 电磁相互作用(确切地说超荷相互作用)、弱相互作用和强相互作用。换句话说,从标准模型出发,几乎可以解释一切目前实验室微观物理现象。     

希格斯玻色子——物质质量起源的探索

2012年7月4日,欧洲核子中心大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验组联合宣布发现了一个标量粒子,其性质与标准模型理论预言的希格斯粒子初步吻合,随后被大量实验数据进一步证实。作为唯一的基本标量（自旋为零）粒子,希格斯粒子在标准模型中占据极其特殊的地位,因此,希格斯粒子相关性质的理论研究是理论粒子物理研究的热点。文章简要介绍了希格斯粒子物理的理论问题及其进展。     

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。     

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。     

质量起源——量子色动力学与质量起源

 ……有读者可能会问：我们是不是离题了？既然量子色动力学中的胶子是无质量的，而夸克虽然有质量，但其质量是不可约化的。那么，量子色动力学与质量起源这一主题又能有什么关系呢？应该说，这是一个很合理的疑问。但量子色动力学的奇妙之处就在于，它形式上异常简洁，内涵却惊人地丰富。它宛如一坛绝世的佳酿，越品就越是回味无穷。在谈论质量起源问题的时侯，人们往往把注意力放在包含希格斯机制的电弱统一理论上，因为希格斯机制在登场伊始就打出了质量产生机制的响亮广告。但事实上我们将会看到，看似与质量起源问题无关的量子色动力学对这一问题有着非常独特而精彩的回答，从某种意义上讲，这一回答才是标准模型范围内的最佳回答。……     

原子核和强相互作用物质的相变

简要介绍原子核的单粒子运动相与集体运动相, 讨论并介绍集体运动中的振动、轴对称定轴转动和不定轴转动的相结构以及由核子数和角动量驱动的这些相之间的相变的研究现状,同时还简单介绍关于原子核的液气相变和强相互作用物质的退禁闭及手征相变的研究现状.     

反激光器与光的捕获

时间反演对称性是经典电动力学与非相对论性量子力学的一种基本对称性,它描述的是时间反演后某些基本物理过程依然成立.例如,刚性光滑小球之间的碰撞过程在时间反演后仍然满足牛顿运动定律,然而微观尺度上摩擦力却导致了时间反演对称性破缺,即小球运动减慢与时间反演后加快不相符.推广到电磁场,一方面,真空中的电磁波传播就类似于无摩擦情况下的小球碰撞,满足时间反演不变性;另一方面,与电磁波相互作用的介质可以吸收电磁波,类似于摩擦力的作用,从而破坏了时间反演对称性.简单地说,吸收