一人工核反应的实现及质子的发现(略)二中子的发现(略
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2004-12-8 山东师范大学物理与电子科学学院 5
这三位美国科学家戴维•格罗斯、戴维•波利策和弗兰克•维 尔切克，因发现粒子强相互作用理论中的渐近自由现象，荣获 2004年度诺贝尔物理学奖。 美国加州理工学院的许瓦兹(J.G.Schwarz)和舍科(Sherk)。 从1979年起，共同致力于弦理论研究。在这个“弦”模型中， 介子中的正反夸克就象系于一根“弦”的两端。重子中的三 个夸克则由三个“弦”连系着。这样，夸克间的距离越远， 弦的张力就越大，即色力随着距离的增大而增大，因此夸克 不可能挣脱“弦”的作用而变为“自由夸克”。夸克只能在 “弦”的控制下，在距离较近时，获得“渐进自由”。 弦有开弦和闭弦两种，弦的线度为普朗克长度。单弦的 每一振动模式，都对应一种粒子，粒子间的基本相互作用就 是弦的分裂和接合。
2004-12-8 山东师范大学物理与电子科学学院 6
山东师范大学物理与电子科学学院 1
九 基本粒子的分类
现在公认的科学分类方法是按粒子参与相互作用的类型来 分。粒子共参与四种相互作用：强相互作用、电磁相互作用、 弱相互作用、引力相互作用。 ①轻子：主要参与弱作用，带电的轻子也参与电磁作用，自旋 都是1/2，所以是费米子；轻子必定以粒子与反粒子对的形式 生成湮灭。电子等6种是轻子，加上它们的反粒子，轻子共12 种。 ②强子：直接参与强相互作用的粒子统称为强子，强子也参与 弱作用，带电强子也参与电磁相互作用。强子又分为介子和重 子两类：自旋为整数或零的称为介子，如π、K、Η等；自旋 为半整数的称为重子，如p、n、Σ、Λ、Ξ等； ③规范玻色子：是传递各种相互作用的中介者，它们是传递电 磁作用的光子；传递弱作用的W±、Z0，传递强作用的胶子。胶 子至今未发现。规范玻色子都是玻色子。
标准模型： 中子由2个下夸克和1个上夸克构成，写作(udd)；质子则 由2上夸克和1下夸克构成，记为(uud)。在强子内部，夸克通 过胶子传递强相互作用。胶子带有色荷，彼此有相互作用，可 以形成胶子-胶子束缚态（即胶球）。
2004-12-8 山东师范大学物理与电子科学学院 3
夸克囚禁
核子在原子核内是通过核力约束的，而核力对核子的约 束是有限的，在外界作用下，如放射性元素，核子脱离原子 核并不是非常困难。 夸克在强子内的约束力是“色力”，但色力却使夸克不 可跨越。从实验情况看，人们从未发现单个自由的夸克，只 有2个或3个夸克的集合体才能处于自由状态。通常情况下， 夸克总是被约束在质子和中子内部。夸克要冲破色力的束缚 成为自由夸克几乎是不可能的。这种现象称作“夸克囚禁”。 但粒子加速器上的实验，却显示质子中的夸克粒子间， 好像并没有相互作用力。
2004-12-8 山东师范大学物理与电子科学学院 2
十 强子结构
1964年盖尔曼提出强子结构的“夸克”模型：百度文库认为夸克 是自然界中更基本的组成粒子，所有强子都是由三种夸克（上 夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s) ）和它们的反粒子组成。 夸克性质：①夸克必须是费米子。 ②夸克具有分数电荷。 ③夸克带有色荷：红色(R)、黄色(Y)、绿色(G)。 这些色荷决定夸克参与强相互作用的强弱程度。
“弦”模型：
1968年，意大利的维尼基亚诺(Vineziano)找到了一个与 量子场论无关的函数。用这个函数描述粒子的性质，粒子将 等效成一根一维弦。
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“渐近自由”理论：
1973年，正在普林斯顿大学攻读博士学位的维尔切克和 其导师格罗斯共同发表了一篇论文，提出强作用理论中的“渐 近自由”理论。同年，正在哈佛大学攻读博士学位的波利策也 独立发表的一篇论文，提出了同样的理论。 “渐近自由”理论，用数学模型解释了夸克的上述神秘行为。 理论认为，强作用力会随夸克彼此间距离的增加而增大，因此 没有夸克可以从原子核中向外迁移获得真正的自由。这些夸克 会永久地被结合在一起，因此不可能找到单个的夸克。同样根 据“渐近自由”理论，强作用力会随夸克间距离变小而减弱， 这就意味着约束在质子等内部的夸克，在彼此距离足够小时， 将近乎自由地进行运动。 这个发现导致了“量子色动力学”(QCD)的诞生，这是一 个关于强相互作用的理论。
第十章 原子核及粒子物理学的兴起
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
2004-12-8
人工核反应的实现及质子的发现（略） 中子的发现（略） 人工放射性的发现（略） 慢中子效应和核裂变的发现（略） 正电子的发现（略） 中微子的发现（略） 介子理论的建立（略） 奇异粒子的研究（略） 粒子的分类 强子结构和夸克理论
这三位美国科学家戴维•格罗斯、戴维•波利策和弗兰克•维 尔切克，因发现粒子强相互作用理论中的渐近自由现象，荣获 2004年度诺贝尔物理学奖。 美国加州理工学院的许瓦兹(J.G.Schwarz)和舍科(Sherk)。 从1979年起，共同致力于弦理论研究。在这个“弦”模型中， 介子中的正反夸克就象系于一根“弦”的两端。重子中的三 个夸克则由三个“弦”连系着。这样，夸克间的距离越远， 弦的张力就越大，即色力随着距离的增大而增大，因此夸克 不可能挣脱“弦”的作用而变为“自由夸克”。夸克只能在 “弦”的控制下，在距离较近时，获得“渐进自由”。 弦有开弦和闭弦两种，弦的线度为普朗克长度。单弦的 每一振动模式，都对应一种粒子，粒子间的基本相互作用就 是弦的分裂和接合。
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九 基本粒子的分类
现在公认的科学分类方法是按粒子参与相互作用的类型来 分。粒子共参与四种相互作用：强相互作用、电磁相互作用、 弱相互作用、引力相互作用。 ①轻子：主要参与弱作用，带电的轻子也参与电磁作用，自旋 都是1/2，所以是费米子；轻子必定以粒子与反粒子对的形式 生成湮灭。电子等6种是轻子，加上它们的反粒子，轻子共12 种。 ②强子：直接参与强相互作用的粒子统称为强子，强子也参与 弱作用，带电强子也参与电磁相互作用。强子又分为介子和重 子两类：自旋为整数或零的称为介子，如π、K、Η等；自旋 为半整数的称为重子，如p、n、Σ、Λ、Ξ等； ③规范玻色子：是传递各种相互作用的中介者，它们是传递电 磁作用的光子；传递弱作用的W±、Z0，传递强作用的胶子。胶 子至今未发现。规范玻色子都是玻色子。
标准模型： 中子由2个下夸克和1个上夸克构成，写作(udd)；质子则 由2上夸克和1下夸克构成，记为(uud)。在强子内部，夸克通 过胶子传递强相互作用。胶子带有色荷，彼此有相互作用，可 以形成胶子-胶子束缚态（即胶球）。
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夸克囚禁
核子在原子核内是通过核力约束的，而核力对核子的约 束是有限的，在外界作用下，如放射性元素，核子脱离原子 核并不是非常困难。 夸克在强子内的约束力是“色力”，但色力却使夸克不 可跨越。从实验情况看，人们从未发现单个自由的夸克，只 有2个或3个夸克的集合体才能处于自由状态。通常情况下， 夸克总是被约束在质子和中子内部。夸克要冲破色力的束缚 成为自由夸克几乎是不可能的。这种现象称作“夸克囚禁”。 但粒子加速器上的实验，却显示质子中的夸克粒子间， 好像并没有相互作用力。
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十 强子结构
1964年盖尔曼提出强子结构的“夸克”模型：百度文库认为夸克 是自然界中更基本的组成粒子，所有强子都是由三种夸克（上 夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s) ）和它们的反粒子组成。 夸克性质：①夸克必须是费米子。 ②夸克具有分数电荷。 ③夸克带有色荷：红色(R)、黄色(Y)、绿色(G)。 这些色荷决定夸克参与强相互作用的强弱程度。
“弦”模型：
1968年，意大利的维尼基亚诺(Vineziano)找到了一个与 量子场论无关的函数。用这个函数描述粒子的性质，粒子将 等效成一根一维弦。
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“渐近自由”理论：
1973年，正在普林斯顿大学攻读博士学位的维尔切克和 其导师格罗斯共同发表了一篇论文，提出强作用理论中的“渐 近自由”理论。同年，正在哈佛大学攻读博士学位的波利策也 独立发表的一篇论文，提出了同样的理论。 “渐近自由”理论，用数学模型解释了夸克的上述神秘行为。 理论认为，强作用力会随夸克彼此间距离的增加而增大，因此 没有夸克可以从原子核中向外迁移获得真正的自由。这些夸克 会永久地被结合在一起，因此不可能找到单个的夸克。同样根 据“渐近自由”理论，强作用力会随夸克间距离变小而减弱， 这就意味着约束在质子等内部的夸克，在彼此距离足够小时， 将近乎自由地进行运动。 这个发现导致了“量子色动力学”(QCD)的诞生，这是一 个关于强相互作用的理论。
第十章 原子核及粒子物理学的兴起
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
2004-12-8
人工核反应的实现及质子的发现（略） 中子的发现（略） 人工放射性的发现（略） 慢中子效应和核裂变的发现（略） 正电子的发现（略） 中微子的发现（略） 介子理论的建立（略） 奇异粒子的研究（略） 粒子的分类 强子结构和夸克理论