基本粒子研究在现代物理学发展中的地位

基本粒子的探索和科学本身同样古老。物理学不断地努力了解物质的基本构造,因此基本粒子的探索常常成为物理学中最前哨的部分。随着物理学的发展,基本粒子研究从化学转到了原子物理学,接着又转到了原子核物理学。在不到十年以前,又从原子核物理学分离出来而形成一个新领域,它不再和原子及原子     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

近代物理讲座 第十一讲 粒子物理学的发展

一、粒子和粒子物理学 本世纪初物理学的发展弄清楚了原子的直径大体上是10-8cm的量级.进一步的发展中又认识到:原子核的直径是 10-12cm量级,原子核是由若干个质子和中子组成.质子、中子、电子和光子就是人们最早认识的一批基本粒子.在当时由于它们被认为可能是物质微粒结构的最小单元,因此被称为基本粒子.在这以后,凡是和这些粒子可以相互作用和相互转化并在当时的认识水平上认为是同一层次的粒子,统称为基本粒子.随着实验和理论研究的发展,显示出某些基本粒子肯定不能看作是点粒子,它们有一定的大小并有内部结构.同时还显示出来从内部结构…     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支。进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科。粒子物理学的诞生     

原子核的电荷恰等于原子序数吗?

基本粒子的电荷为一恒值,这是物理学中一个很基本的假定.我们化多年的业余时间调查研究了有关基本粒子电荷的实验依据,着重的分析了有关测定原子核荷的实验资料,得出核荷以一定规律偏离原子序数,从而推出基本粒子的电荷可能随粒子所处的状态(或能量)而变化.最近在整理本文时看到国外 Leiby等有类似的想法,提出电荷与能量互为转换.下面将我们工作的主要结果提出来供同志们讨论. 一、对核荷的传统看法 及其实验依据 核荷就是指原子核所带的电荷.卢瑟福(Rntherford)1911年首先用a粒子散射原子发现原子有核存在,原子核带正电荷,核外电子带负电…     

粒子物理学展望

粒子物理学又称高能物理学或基本粒子物理学,它研究比原子更深层次的微观世界中物质的结构,和在很高能量下这些物质如何相互转化.它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一。 粒子物理学的发展经历了三个阶段。 一、第一阶段(1897—1937) 在这个阶段认识的基本粒子有光子、电子、质子、中微子和中子.光子是构成电磁场的基本单元,而中微子是为了保证原子核在作β衰变中能量和动量守恒的一种理论上假设存在的粒子。它们作为最小的结构基石,构成了当时人们认识的整个微观世界。 在这个阶段,理论上最大的进展是量子力学的建立。 将量子力学…     

将《原子物理学》与《量子力学》打通的再尝试

将《原子物理学》与《量子力学》打通的再尝试刘莲君，张哲华，胡承正（武汉大学物理系，武汉４３００１０）武汉大学物理系本科生的教学计划中，普通物理课程《原子物理学》、《原子核与基本粒子物理学》以及理论物理课程《量子力学》是分作三门课程授课的，课时分别是５...     

书讯

《世界近代物理学简史》(谢邦同主编)已出版发行。该书在引证大量原始论文的基础上,详细论述了狭义相对论、广义相对论、原子物理学及量子论、原子力学、原子核物理学、宇宙射线与基本粒子物理学等六大部分的实验发现与理论形成过程,以及中外科学家创造性科研实践活动。该书内容丰富、条理清晰,可作为有关专业研究生与本科生的科学史教材,     

层子核物理

一、引 言 原子和分子的历史可能在原子核和基本粒子中重演. 早在物理学揭开原子内部结构以前,化学已在研究分子,不过这时化学中的分子被认为是无内部结构的原子的复合体,因而不能彻底了解分子结构和化学现象.后来,在建立了原子有核模型基础上,运用量子力学方法,才真正说明了分子结构和化学现象,从而使原来分属于物理学和化学的原子结构和化学现象统一成了原子分子结构问题.这是人类认识物质结构的一个里程碑. 原子核的研究已经有半个多世纪了,但是作为核物理的基本问题之一的核力究竟是怎么回事,也还没有完全搞清.一个可能的原因是,至今的…     

耗散结构

物理学是一门内容十分丰富的科学。它有很多引人入胜的分支或研究领域。如果要探索物质的微观结构,那末沿着原子、原子核、基本粒子这条线索,目前探讨的对象已经达到10-15cm数量级的空间尺度和10-23sec的时间尺度。如果关心宇宙的发展和演化,其空间距离会达到1028cm以上,时间的数量级是1010年。物理世界微观和宇宙二极一直是物理学研究的前沿,它为我们开拓着对物理基本规律的认识,在这方面目前仍有不少基本问题尚待解决。另一方面,在我们通常熟悉的不太大又不太小的尺度内,由于物质结构的多样性和复杂性。也形成了物理学研究的一个前沿,那就…     

粒子加速器

目前,苏联正在帮助我国建造粒子加速器,这是每一个物理工作者都感到喜悅的事情。粒子加速器是研究原子核的一种極重要的工具,人們依靠了它才能研究原子核的結構和基本粒子間的相互作用,从而探索微观世界的秘奥。从人們發明最簡陋的加速器到現在只     

原子核质量精密测量的研究进展

原子核质量的精密测量是原子核物理学的重要课题之一,它对探索奇特原子核的结构和性质、重元素核合成之谜等均具有重大意义.文章简要介绍了原子核质量高精度测量的两个主要设备——储存环和潘宁阱,并回顾了近年来原子核质量精密测量在核结构、元素核合成、新同核异能素等领域中的研究亮点,探讨原子核质量测量的发展趋势.     

必须重视对量子力学的哥本哈根解释的批判

量子力学诞生至今已有五十年了,五十年来,量子力学作为突破经典物理学的一次巨大革新,在研究光谱学、固体物理、原子结构、原子核结构直至基本粒子等广泛的领域内取得了辉煌的成就.现在,量子力学和相对论一起,构成了现代物理学的两块基石,在这两个领域中进行探索和研究,对突破和发展现代物理学理论具有重要的意义. 科学上重大问题的出现,总会引起各种争论.五十年来围绕着量子力学解释问题上的争论一直没有停止过,学派之多,争论之激烈,是历史上空前的.这就说明,自然科学每前进一步都是要花费力气的,人类要在微观世界取得自由不是一件轻而易举…     

北京谱仪轻奇特强子态研究

<正>一、强子谱与"色禁闭"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,     

“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.     

邮票上的物理学史(58)--加速器·物理实验的大型化

加速器是原子核物理学和粒子物理学中的重要仪器.它利用不同形式的电磁场,把各种带电粒子(电子、质子、轻离子、重离子)加速到很高的能量.用加速器加速的高能粒子轰击各种原子核,观察所引起的核反应,就可以深入研究原子核结构及其变化规律.几十年来,人们在加速器上发现了上千种合成的人工放射性核素,发现了绝大部分超核元素,使原子核物理学迅速发展成熟;与此同时,用加速器又发现了上百种新的粒子,包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子,从而建立了粒子物理学.除了用于基础研究之外,大量的小型加速器还广泛应用于同位素生产、肿瘤的诊断和治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、农作物种子辐照等工、农、医各个领域.     

万有引力之谜

近几年来,万有引力(重力)的問題在物理学上并不十分注意。目前,物理学正在忙于进行基本粒子和原子核的研究。但細心的观察者会发觉,人們对引力問題的兴趣无疑地是在增长。1957年在美国曾召开过一次关于万有引力的专門会議;1959年6月21日又在巴黎召开过一次国际万有引力的会議。在国外已不止一次地刊載过有关普及方面的文章(可惜,并不是常具有它应有的水平)来論述反万有引力或反     

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．     

邮票上的物理学史(57)--原子核物理学

前面说过的放射性、同位素、中子、裂变、聚变、反应堆都属于原子核物理学.本节讨论原子核物理学更进一步的内容.     

物理上一个新的发现——宇宙由三代基本组份构成

 最近美国斯坦福直线加速器中心的SLC和西欧联合核子中心LEP相继宣布他们的实验结果,都表明宇宙中有三种中微子,即电子型中微子、μ型中微子和τ型中微子.这一结果已在粒子物理学界引起震动.以至于有人认为这一发现可望获得诺贝尔奖金.这一发现的意义是什么呢?让我们从基本粒子的家族说起.半个世纪以来,人们对构成宇宙的基本物质成份的认识有很大的变化,从质子、中子、电子为主体的基本粒子简单家族,陆续发展为有数百种粒子庞大的基本粒子家族.六十年代初的实验事实揭示了众多的基本粒子并不基本,并有其内部结构.所以人们已不再使用基本粒子这一名词,而统称为粒子.故通常将高能物理学又称为粒子物理学.