格点QCD研究冷核物理问题的若干最新进展

<正>1.引言现代物理学研究表明,自然界存在四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用(图1)。其中,引力最早为人们所知,1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》中首次阐述了万有引力定律;其次为电磁相互作用,1864年麦克斯韦提出了电磁场的基本方程组(麦克斯韦方程组),将电与磁统一起来,并预言了电磁波的存在。引力和电磁力作用于宏观世界,其效应可以在大尺度范围内观测到,所以最早进入人们的视野。20世纪以来,随     

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.     

为什么摩擦力是由电磁力引起的

<正>在新的普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1的第三章相互作用一章中指出:"自然界中最基本的相互作用是引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。常见的弹力、摩擦力是由电磁力引起的"。为什么摩擦力是由电磁力引起的?从本质上讲摩擦力是怎样形成的?这些问题是中学教师应该清楚但未必清楚的问题。为此我们定性分析摩擦力形成机制,探讨摩擦力为什么是由电磁力引起的,以帮助老师们理解把握新教材。两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或具     

引力波

一、引 言 万有引力是物质之间一种极为普遍的相互作用.按照牛顿的万有引力定律,自然界中任何两个物质之间都存在着相互的吸引力,这种作用力的大小是与它们质量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比.但是,在牛顿的引力理论里,认为这种作用的传递是不需要时间的.牛顿的场方程中不包会任何时间的微商项,这就意味着物质分布的改变将立即引起空间各点引力势φ的变化,即引力作用的传递是“瞬时”的.换句话说,即引力相互作用的传播速度为无穷大,而这是与狭义相对论关于任何物理效应都不能快于真空中光速的要求相矛盾的.1916年,爱因斯坦提出了…     

第五种力

 第五种力是指自然界可能存在的一种基本相互作用(力),它不同于早已得到人们普遍承认的另四种基本力:强相互作用(或核力)、电磁相互作用、弱相互作用及引力相互作用,是近二十余年对引力规律的研究中发现的.大家知道,牛顿主要根据天体运动的经验规律,确立了引力定律:引力的大小与引力源的质量成正比,与距离的平方成反比.这一理论在取得辉煌成就的同时,一直受到人们反复的检验,特别是规范理论出现以后,更引起实验物理学家的广泛关注.     

中微子的发现

中微子是基本粒子家族中重要且具有特色的成员之一,它不带电,只参加弱相互作用,现其他物质发生相互作用的几率很小。因此,人们不容易捕捉到中微子,用实验证实其存在十分困难,从中微子思想的提出到证实其存在经历了长达二十多个春秋,这一过程中凝结了许多科学家的智慧和心血,文章对此作了探讨。     

当前核物理研究的发展动向

按照传统的观点,核物理学是相互作用的 核子及其体系的物理学,主要研究核力、核性 质、核结构及核反应等问题.原子核作为物质 结构中一个重要的承上启下的层次,其物理学 的研究为自然界的基本相互作用(主要是强及 电弱相互作用)为少体及不多不少的多体量子 体系以及为基本对称性的研究提供了天然的实验室,对人们理解从微观物质结构到宏观物质 世界(天文学及宇宙学)具有极为重要的作用. 无疑,核物理学是物理学研究中的重要组成部 分. 从七十年代以来,核物理主要向精细核谱学、重离子核反应及中高能探针引起的核反应等三个方向发展.到八十年代…     

高能物理学面临的两大难题

 一、物质结构历史简述大家知道,物质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。１９１１年,卢瑟福实验证实了原子中原子核的存在并发现了质子,１９３２年查德威克的实验发现了中子．中子的发现开创了人类认识物质结构从原子核进到质子、中子这一层次．海森伯和伊凡宁柯立即提出了原子核由质子和中子组成的假说．不久,这一假说获得验证并得到了有关原子核的正确认识．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,而原子核由质子和中子通过强相互作用结合而成．这样,随着核物理的发展,人类对物质结构的认识进入到基本粒子这一层次,即认识到自然界万物是由质子、中子、电子这些基本粒子构成的．     

原子核研究的一些前沿课题

随着研究的深入以及实验技术和设备的进步，核物理学现在已扩展到强子结构，强子构成的各种系统的所有强相互作用现象．例如，现代宇宙观测表明，宇宙中存在的可见物质几乎都是由自然界中四种基本相互作用中的最强的力——强相互作用决定的．一些原子核是稳定的，     

用近距离引力实验检验粒子的洛伦兹对称性

正自然界存在着四种基本相互作用力:引力、强相互作用力、弱相互作用力和电磁相互作用力。目前,人们对自然界的描述基于两个成功的理论,即广义相对论和描述电磁、强、弱相互作用的统一理论。前者是一种经典理论,描述了一切宏观引力现象;后者是一种量子理论,描述了其他三种相互作用力。尽管这两种理论并未完全融合,但是人们相     

物理学中一些前沿领域介绍

 自然界是无限广阔和丰富多彩的,物理学是自然科学中最基本的科学,它是研究物质运动形式和规律,物质的结构及其相互作用,以及如何应用这些规律去改造自然界的,是许多科学技术领域的理论基础.从本世纪开始,物理学经历了极其深刻的革命,从对宏观现象研究发展到对微观现象研究,从研究低速运动发展到研究高速运动,由此诞生了相对论和量子力学,并在许多科技领域中引起深刻的变革.物理学在认识改造物质世界方面不断取得伟大成就,不断揭示物质世界深奥的秘密,而社会的发展又对物理学提出无穷无尽的研究课题.例如原子能的利用,使人类掌握了核武器和新能源;激光技术的出现,焕发了经典光学物理的青春,使许多以往光学技术办不到的事情,现在能办到了;半导体科学技术的发展,导致了计算技术、无线电通讯和自动控制的革命.     

《相对论、宇宙与时空》连载(11)——演化的宇宙

自然界存在4种相互作用(强作用、弱作用、电磁作用和万有引力作用),它们的强度相差很大.如果以强作用的强度定为1,则电磁作用为10-2,弱作用为10-14,而引力作用为10-39.引力相互作用与强、弱、电磁作用相比太微弱了,完全可以忽略不计.     

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。     

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     

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.这四种基本相互作用的强度可以用下列四个无量纲常数表达:     

BESⅢ测量了Z_c(3900)的自旋宇称量子数

<正>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     

纷繁多姿的物质形态

物质,信赖于其所处的外部条件,实际上是依赖于物质间不同层面上的相互作用,而表现出不同的纷繁多姿的形态。物质的形态为我们研究物理提供了一个便利的门径。此外,宇宙的演化过程也不妨从物质形态溶化的角度加以考试。     

格点量子色动力学在中国

1.格点量子色动力学概述经过多年努力,人们已经成功地将自然界四种基本相互作用(强、弱、电磁、引力)中的前三种统一在量子场论的框架之中,即粒子物理的标准模型(Standard Model,SM)。     

QCD 揭秘

 俗称为QCD 的量子色动力学是强相互作用的现代理论。从历史上看,它源于原子核物理及对常规物质的描述--理解质子和中子是什么以及它们是如何相互作用的。如今QCD 被用来描述大部分高能加速器中发生的现象。     

格点量子色动力学简介

 目前人类已经认识的自然界存在着四种基本相互作用,分别是:强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。这四种基本相互作用描写了大到宇观的宇宙、小到微观的基本粒子的所有物理现象,其中当然也包括了我们日常生活中所常见的宏观物理现象。