北京谱仪轻奇特强子态研究

自然界的物质由微观原子构成,原子是由位于中心的原子核与核外电子构成的。在更加微观的尺度上,原子核由核子（质子和中子）组成,核子由夸克组成。夸克是几种基本粒子之一,是构成宇宙的基本单元。物理学家用“味道”来区分不同的夸克,共有6种“味道”,分别是上夸克（u）、下夸克（d）、粲夸克（c）、奇异夸克（s）、顶夸克（t）和底夸克（b）。每一种味道的夸克还存在一个相应的反夸克。     

BESIII实验发现新粒子X(3823)

粒子物理学是一门研究自然界中物质最基本组成单元的科学。现在人们已经知道,自然界的物质都是由微观原子构成的。而微观原子也是有内部结构的,它由位于中心的原子核和核外电子构成。那么原子核有没有进一步的结构呢？答案是有的。粒子物理学家已经探明,原子核由质子和中子构成。那么质子和中子是不是就是物质世界最基本的组成单元？粒子物理学的研究表明,质子和中子还有更基本的内部结构！目前粒子物理学普遍接受的观点认为,物质最基本的组成单元叫做夸克。自然界存在6 种夸克,分别是上夸克(up)、下夸克(down)、粲夸克(charm)、奇夸克(strange)、顶夸克(top)和底夸克(bottom)。由这些夸克就可以构成形形色色的粒子。在人们已知的夸克模型中,粒子都是由3 个夸克或者由正反夸克对构成。由3 个夸克构成的粒子称为重子,例如构成原子核的质子和中子;而由正反夸克构成的粒子称为介子,例如π介子、K介子等。由于夸克组合成重子和介子是通过一种相互作用很强、作用范围很短(原子核尺寸,约1 fm=10<sup<-15</sup< m)的力(叫做强作用力)束缚在一起的,所以重子和介子通常也被称之为强子。     

BESⅢ测量了Zc(3900)的自旋宇称量子数

 自有人类以来，人们对自然界的好奇与探索从未停止。其中一个核心的问题便是这个世界由什么构成的，它们之间的相互作用又是怎么样的?现代物理科学认为自然界存在四种基本的相互作用：强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。其中强相互作用使得夸克可以组成质子与中子，而质子与中子又能组成原子核。原子核加上外层电子可以组成原子，原子还可以组合成分子。原子与分子构成了我们绝大部分的可见世界。注意到质子和中子都是由三个夸克通过胶子传递强相互作用组成的。那么如果不是三个夸克，而是两个夸克（事实上是正反夸克对）能不能构成一个相对稳定的结构呢?答案是肯定的。这种构成称为介子。第一个被发现的介子是π介子，它是在1948年由英国物理学家鲍威尔等人在高空宇宙线实验中发现的。因为当时质子与中子的质量比π介子大，所以人们把由三个夸克组成的粒子称为重子，而两个夸克组成的粒子称为介子。虽然后来又发现了比质子质量大得多的介子，但此名称一直延续了下来。利用宇宙线实验毕竟是“靠天吃饭”，为了加快对亚原子粒子的研究，实验物理学家们开始兴建加速器，发展高能粒子探测技术。在此之后，加速器实验中又发现大量不同的介子和重子，总计约两百多种。注意到介子和重子里的夸克数目不是两个就是三个，那么有没有四个或者五个甚至更多夸克组成的粒子呢?从理论上这是可以的，但是在实验上一直没有发现确切的证据。寻找四夸克态、五夸克态、乃至多夸克态一直是高能粒子物理实验上的一个吸引人的课题，它对我们更深入地去理解强相互作用很有帮助。     

原子核是由什么组成的?——老问题新探索

 1932年查德威克发现了中子,海森堡和伊凡宁柯立即于同年提出了“原子核是由中子和质子组成的”这一重要假说,从而使原子核物理学在实验和理论两方面沿着正确的轨道蓬勃发展起来,迄今整整60年了.然而,从现代的观点来看,人们目前仍不能确切地回答:“原子核是由什么组成的?”原子核作为多核子系统从本世纪30年代起,人们就认识到原子核是由两类核子（中子和质子）通过强相互作用结合起来的多体系统.     

原子与原子核的新形态——介子原子和介子核

 普通原子核由质子和中子组成。随着实验和理论研究的发展,人们认识到还存在着另外一类奇特的原子和原子核--介子原子和介子核。这些新形态的原子和原子核在自然界中是很难找到的,原因是它们的寿命很短。只有在实验室中才能观测到这些奇特的原子和原子核,所以一直不太被人们了解。然而近年来,新的实验现象和新的理论分析使人们对介子原子和介子核有了新的认识。我们在介绍介子原子和介子核之前,首先对介子作一个简单的介绍。介子跟核子一样都是参与强相互作用的粒子,各种介子都是由一个正夸克和一个反夸克组成的两夸克系统。不同的介子由不同的夸克组成。     

幻数和幻数的最新科研成果简介

 自从德国核物理学家迈耶用轨道和自旋相互作用来解释原子核的结构,并建立了“壳层模型”,由此而获得１９６３年诺贝尔奖后,物理学界一直认为,幻数是固定不变的。而近日,日本科学家发现了新的幻数,说明幻数不是固定不变的。本文仅就这一问题简介如下： 一、什么是幻数 众所周知,一切物质都是由分子构成;分子又是由原子组成;原子都是由带正电的原子核和带负电的电子组成;原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成。不同元素的原子,其原子核质量和原子核中质子、中子的多少是不同的。在质子数、中子数是某个特定数值或两者均为这一数值时,原子核的稳定性就比平均值大。这些数值被称为“幻数”。     

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．     

轻予核物理：话旧论新

轻子与原子核概述 近百年来,人们对构成物质世界基本“砖块”的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克（图1）。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子（通称探针）轰击靶粒子。这里感兴趣的是通过电子探针来探测原子核的结构和性质。     

90年代美国的两大加速器装置

 现代科学已经证实,原子核是由核子(质子和中子)组成的,而核子可能是由夸克和胶子组成的.为了研究核子、夸克和胶子的性质,美国于90年代起建造两台大型加速器装置,它们分别是连续电子束加速器装置和相对论性重离子对撞机.     

核子和核子的相互作用(上)

１９１０年以后,人们通过ａ粒子对原子的散射实验（卢瑟福实验）,认识到原子是由原子核和围绕着原子核运动的一群电子构成的．但是,原子核又是什么东西构成的,当时还弄不清楚．到１９３２年发现了中子以后,才认识到原子核是由质子和中子组成的．质子和中子总称为核子,这不仅仅因为它们都是构成原子核的粒子,而且它们之间有很多相似的性质,例如它们的质量几乎相等（只相差万分之十四）,自旋都是１／２,因此海森堡把质?...     

寻找丢失原子核的原因

在原子核结构研究中,一个一直原因不明的现象是为什么自然界中不存在质量数为5和8的轻原子核.这个现象对于原始的核起源和恒星的核起源都是至关重要的:它导致宇宙大爆炸不生成比锂重的原子核;也使太阳得以亿万年地稳定燃烧,从而保证了人类的进化过程.核子之间的作用力也就是核力,应当具有复杂的数学表式.因为原子核是由核子(质子和中子的统称)组成的,但是核子本身并非基本粒子,而是由3个夸克组成的复合粒子;这种复合性质在短距离作用时会呈现出来.人们虽然相信核子内部的夸克应当遵守量子色动力学(QCD)理论,却不知道怎样从夸克的层次出发…     

五彩缤纷的物质形态

 “一尺之棰,月取其半,万世不竭。”这是2000多年前春秋时期公孙龙的著名立论。现代科学的发展,正在检验这个立论。这个物质无限可分的思想,也给近代物理学的发展提供了参考。要了解物质的微观运动,就要了解物质的微观结构层次及各层次的粒子运动。众所周知,实体物质是由分子组成,分子是由原子组成。到目前为止,化学上已发现109种元素,数千种同位素。而原子呢,在化学反应里是不能再分的颗粒,但在物理学里,却是可分的。原子是由带正电的原子核和绕核运转的带负电的若干电子所组成。     

夸克与核力

发现中子以后的头三十年间,一直认为质子和中子（统称为核子）是构成原子核的基本粒子,它们之间的相互作用力是由它们之间交换介子而产生的．这种核力的介子交换理论解释了大量的实验,取得了相当的成功．但它将核子作为点粒子处理,而且无法解释核力的短程排斥心．后来,高能物理实验表明,质子、中子和介子都不是什么基本粒子,都具有内部结构,由夸克和反夸克构成．既然如此,那末,核子力与夸克之间的相互作用是什么关系?...     

1999年诺贝尔物理奖

 根据瑞典皇家科学院１０月１２日发布的消息,瑞典皇家科学院已决定把１９９９年度的诺贝尔物理奖授予两位荷兰科学家赫拉尔杜斯·霍夫特（Ｇｅｒａｒｄｕｓ’ｔＨｏｏｆｔ）和马丁努斯·韦尔特曼（ＭａｒｔｉｎｕｓＪ．Ｇ．Ｖｅｌｔｍａｎ）。这两位研究者是由于他们为粒子物理理论提供了更加坚实的数学基础而获奖的,尤其是揭示了用他们的理论如何精确计算物理量．欧洲和美国的粒子加速器近来进行的实验已经证实了他们的许多计算结果．数学基础更加坚实的粒子物理理论我们周围的一切物体都由原子构成,而原子又由电子和原子核组成．在原子核中有质子和中子,它们又都由夸克组成．为了研究夸克这一最深层次的情况,需要有大型加速器     

轻子核物理:话旧论新

<正>轻子与原子核概述近百年来,人们对构成物质世界基本"砖块"的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克(图1)。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子(通称     

“基本粒子”及其性质

 在1897年发现电子后的近一个世纪中,人们对物质结构基本组元的认识已前进了一大步.原子不是物质的最小单位,它由原子核和电子组成,而原子核又由质子和中子组成这样的常识已为许多人所了解.这样,在很长时间里,电子、质子、中子等粒子一直被看作是组成物质的“基本粒子”.但是,随着加速器的出现和探测技术的发展,到20世纪60年代,由于一大批共振态粒子的发现,“基本粒子”的数目猛增为上百种.从而使人们意识到,介子、重子这些一度被人们称为“基本粒子”的强子可能并不是基本的,物质结构可能存在更深一层次的基本成份.     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

多奇异性原子核

原子核只能由无奇异性（奇异量子数Ｓ＝０）的核子组成吗？近来的理论预言指出，除了已知的Ｓ＝－１和Ｓ＝－２的超核外，还有可能存在Ｓ≤－３的多奇异性原子核，它们或者是由Ａ个重子（核子和超子）构成的弱束缚多体系统，或者是由禁闭在一个“口袋”里的３Ａ个夸克（ｕ、ｄ、ｓ夸克）构成的束缚较强的多体系统．实验研究者们正在计划或已经开始寻找这些系统． Can nucleus consists only of nonstrange nucleons(strangeness quantum num ber S=0)?Recent theoretical investigations suggest that in addition to known hypernuclei with S=-1,-2,there is exsiting possibility to produce multi strange nuclear systems with S≤-3,which may be conventional bound sysytems made up of A baryons ( nucleons and hyperons) or more deeply bound many body systems consisting of 3 A quarks(u,d,s quarks) which are confined in a“bag”.These systems are underway or planned experimentaly.     

神秘的顶夸克

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     

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。