物质结构在夸克-轻子层次上的动力学规律和研究发展趋势

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.     

化学非平衡夸克-胶子物质中等质量双轻子的产生

研究了正在进行化学平衡的富重子夸克-胶子物质的双轻子产生，发现由于产生在RHIC能量 的化学非平衡的富重子夸克-胶子物质冷却慢和高的初始温度，导致中等质量双轻子产生重 大增强.因此，中等质量双轻子的增强可以是夸克-胶子物质形成的信号.同时，这个增强能 补偿由于初始夸克化学势增加引起的双轻子抑制，因而双轻子产额的抑制不再是夸克-胶子 物质产生的信号. 关键词： 化学非平衡夸克-胶子物质 热粲夸克 双轻子     

一种新的物质形态——夸克胶子等离子体

进入21世纪以来,随着美国Brookhaven国家实验室的相对论重离子对撞机和欧洲核子中心的大型强子对撞机的相继运行,对于物质深层次状态的认识达到了前所未有的高度。特别是对于夸克胶子等离子体这种新的物质形态的研究得到蓬勃发展,取得很多成就。文章主要介绍：(1)强相互作用和量子色动力学的相结构;(2)夸克胶子等离子体的物理性质;(3)夸克胶子等离子体在重离子碰撞实验中的信号。     

膨胀的热夸克胶子物质的中等质量双轻子的增强

基于一个描述夸克胶子火柱演化的相对论流体力学模型,研究了夸克相、强子相互作用以及非热过程(DrellYan对、粲强子衰变)的中等质量双轻子的产生.发现由于相边对夸克胶子物质演化的影响和RHIC能量核碰撞产生的夸克胶子物质具有高的初始温度,夸克相对双轻子的贡献显著增强,比那些来自强子相互作用的贡献重要,甚至能与来自非热的贡献比较.表明中等质量双轻子的增强是一个在核碰撞中产生了夸克胶子物质的可能信号. 关键词： 夸克-胶子物质 双轻子增强 相对论流体力学模型     

夸克-胶子物质的特征双轻子分布

运用相对论性的流体力学模型,研究了夸克-胶子火球的双轻子产生,发现随着初始温度的增加零重子的夸克-胶子火球的双轻子总产额在一个平台后单调地上升,而随着初始重子密度的增加富重子的夸克-胶子火球的双轻子总产额呈现一个样.夸克-胶子物质在碰撞中形成的特征可在将来的CERN和Brookhaven实验中得到检验.     

CERE实验产生出夸克-胶子等离子体

 ＣＥＡＮ计划于今日（２月１０日）公布“有力的证据”,表明ＣＥＲＮ的科学家们已经创造了预言在大爆炸后不久就一直存在着的物质的夸克－胶子等离子态．如果这一结果得到证实,那将是人类首次在实验室条件下观测到大爆炸之后最初三分钟的情况,那是组成原子核的质子和中子产生的时刻．这样的‘核子’是由两类基本粒子组成的：夸克和将夸克结合在一起的力的载体──胶子．但是,人们从未探测到自由夸克,理论预言它们只存在于一种非约束态中,要么是在这一浪小的时间窗口上,要么是在很高能量的重离子对撞时的能量密度上．量子色动力学预言,在这样的能量上,夸克和胶子非束缚地共同存在于等离子体中．     

e^＋e^－湮没中轻夸克碎裂为粲介子的研究

研究了e^ e^-湮没中“初始”轻夸克和胶子劈裂产生的e^-组合为D^-介子(包括D^-，Ds^-，D^-0)或D^-*介子(包括D*^-,Ds^*-，D^-*0)的过程．发现尤其在√s=Mz处，其产额相对较大，当限制D^-或D^-*的能量大于20GeV时，它和c夸克碎裂产物的不变质量谱在稍大于2MD^-附近有一个峰，这是该过程区别于其它D^-或^-*介子产生过程的显著特征．此过程产生的矢量介子基本上是纵向极化的，与实验上观测到的D^-*介子的纵向极化一致．     

产生在夸克–胶子等离子体中的中等质量双轻子的增强

基于一个相对论流体力学模型,在夸克–胶子等离子体中具有中等质量双轻子的产生被研究.由于相边对夸克–胶子等离子体系统演化的影响和产生在RHIC能量的夸克–胶子等离子体系统有高的初始温度,夸克相的贡献变得比强子相互作用的贡献重要得多,甚至能与本底相比较.它表明这样的增强是夸克–胶子等离子体形成的一种信号.     

物质微观结构的现代观念

 人类对物质微观结构的研究经历了许多世纪的艰苦努力,直到19世纪初才真正弄清了原子的内部构造。此后,经过一代又一代科学家的科学实验,对物质微观结构的认识从一个层次深入另一个层次,却始终没有找到物质微观结构的最小单元。(一)从原子到“基本粒子”中国古代的哲学家早就提出世间万物都是由“金、木、水、火、土”五种物质构成的学说。     

重轻子理论的先驱──蔡永赐

 题图：１９９９年９月于ＳＬＡＣ,从左至右蔡永赐,潘诺夫斯基,郑志鹏．与世界上设立的名目繁多的奖励相比,诺贝尔物理学奖无疑最具公正性和权威性。从１９０１年至２０００年,该奖获得者共计１６２人次。几乎可以说,所有获奖人无一不是获奖领域的先驱者和开拓者,其物理学成就都是经得起历史检验的,都无愧于诺贝尔物理学奖这个至高无上的科学荣誉。然而,诺贝尔物理学奖却令人遗憾地未能做到“四海无遗珠”。除了以前引起过议论的一些例子之外,这里介绍的对重轻子（即ｒ轻子）理论做出了开拓性贡献的蔡永赐（Ｙｕｎｇ－ｓｕＴｓａｉ）教授,也成了诺贝尔物理学奖的一颗“遗珠”。     

Quark-clustering in cold quark matter

Quarks are proposed to be grouped together to make quark-clusters due to the strong interaction in cold quark matter at a few nuclear densities, because a weakly coupling treatment of the interaction between quarks there would be inadequate. Cold quark matter is then conjectured to be in solid state (i.e., forming a crystal structure) if the inter-cluster potential is deep enough to localize clusters in lattice. Such a solid state of cold quark matter would be very necessary for us to understand different manifestations of pulsar-like compact stars, and could not be ruled by first principles.     

Quark-clustering in cold quark matter

Quarks are proposed to be grouped together to make quark-clusters due to the strong interaction in cold quark matter at a few nuclear densities,because a weakly coupling treatment of the interaction between quarks there would be inadequate.Cold quark matter is then conjectured to be in solid state （i.e.,forming a crystal structure） if the inter-cluster potential is deep enough to localize clusters in lattice.Such a solid state of cold quark matter would be very necessary for us to understand different manifestations of pulsar-like compact stars,and could not be ruled by first principles.     

An Abelian Ward identity and the vertex corrections to the color superconducting gap

We derive an Abelian-like Ward identity in the color superconducting phase and calculate vertex corrections to the color superconducting gap. Making use of the Ward identity, we show that subleading order contributions to the gap from vertices are absent for gapped excitations.     

An Abelian Ward identity and the vertex corrections to the color superconducting gap

We derive an Abelian-like Ward identity in the color superconducting phase and calculate vertex corrections to the color superconducting gap. Making use of the Ward identity, we show that subleading order contributions to the gap from vertices are absent for gapped excitations.     

电荷-宇称(CP)对称性破坏和夸克-轻子味物理——写在CP破坏发现和夸克理论提出40周年之际

简要地介绍了与电荷-宇称（CP）对称性破坏和夸克-轻子味物理有关的一些重要进展.从1964年发现CP破坏和提出夸克理论至今,这个领域就一直成为粒子物理研究的前沿领域,已研究和发展了整整40年,取得了许多辉煌的成就.在这篇文章中,着重评述了目前仍然热门的几个主要的研究方向：直接CP 破坏的理论研究和实验验证,CP破坏机制和新的CP破坏源,中微子物理和新的味物理,夸克味物理和有效量子场理论,标准模型中味物理参数的预言和超对称大统一理论.同时对我国有关研究组在这些前沿方向做出的重要贡献作了重点简述.可以看出,在CP破坏和味物理这个重要前沿领域,仍然存在着许多未解之谜,使得粒子物理在21世纪既面临着巨大的挑战,又有着不断发展的机遇.     

Masses in structure functions

We derive an approximate formula for the quark mass in ξ-formalism. Using the QCD-based form of structure function, we analyse the SLAC-MIT data to estimate the experimentally allowed ranges of quark mass. The possible variation of our results with QCD cut-off parameter, gluon distribution, hard intrinsic charm component of the proton wavefunction and the higher twist effects are also discussed.     

Perturbative and nonperturbative quark masses in structure functions

Flavour symmetry breaking is introduced in the approximate formula for quark mass reported earlier. We use SLAC-MIT as well as NMC data to estimate the up, down and strange quark masses from structure functions. Using the approximateQ ² evolutions of Altarelli-Parisi equations, we also estimate its perturbative and nonperturbative components.     

Magnetized quark and strange quark matter in the spherical symmetric space–time admitting conformal motion

In this paper, we have examined magnetized quark and strange quark matter in the spherical symmetric space–time admitting one-parameter group of conformal motions. For this purpose, we have solved Einstein’s field equations for spherical symmetric space–time via conformal motions. Also, we have discussed the features of the obtained solutions.     

Generation of gluons from quark confinement

We study a model of quark confinement defined by the vanishing of colour currents. The model is shown to be equivalent to quantum chromodynamics and this equivalence is interpreted as due to the compositeness of the colour gluons. The Green’s functions of the theory are found to contain nontrivial structure only for colour singlet composites which can be identified with hadrons.