Ⅰ 物理學中的強子是怎樣得到的
強子是有物理學家通過模型推斷出來的。
強子結構的層子模型
是在1965年9月到1966年6月之間完成的。當時的研究背景是這樣的:在電子、質子、中子發現之後,人們普遍認為它們是構成物質的終極單元,稱之為「基本粒子」。隨著介子和超子在20世紀40到50年代的陸續發現,基本粒子的家族迅速擴大,這些粒子絕大部分是強作用粒子,簡稱強子。很難想像這么多的強子都是基本粒子。1955年日本物理學家坂田提出了一個結構模型:強子中只有質子、中子和超子三種是基礎的粒子,由它們構成其他所有的強子。坂田模型存在一系列困難,但是所提出的強子具有內部結構的思想是正確的。1964年美國物理學家蓋爾曼改造了坂田模型,提出了「誇克模型」,認為強子是由三種具有SU(3)對稱性的組分構成的,他把這些組分稱為誇克。
Ⅱ 當今世界物理學發展前景如何
回顧二十世紀物理學的發展,是在三個方向上前進的。有學者分析,在二十一世紀,物理學也將在這三個方向上繼續向前發展。(1)在微觀方向上深入下去。 在這個方向上,我們已經了解了原子核的結構,發現了大量的基本粒子及其運動規律,建立了核物理學和粒子物理學,認識到強子是由誇克構成的。今後可能會有新的進展。但如果要探索更深層次的現象,必須有能量強大得多的加速器,而這是非常艱巨的任務,所以有學者認為近期內在這個方向上難以有突破性的進展。 (2)在宏觀方向上拓展開去。1948年美國的伽莫夫提出「大爆炸」理論,當時並未引起重視。1965年美國的彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙背景輻射,再加上其他的觀測結果,為「大爆炸」理論提供了有力的證據,從此「大爆炸」理論得到廣泛的支持,1981年日本的佐藤勝彥和美國的古斯同時提出暴脹理論。八十年代以後,英國的霍金等人開始論述宇宙的創生,認為宇宙從「無」誕生,今後在這個方向上將會繼續有所發展。從根本上來說 ,現代宇宙學的繼續發展有賴於向廣漠的宇宙更遙遠處觀測的新結果,這需要人類製造出比哈勃望遠鏡性能優越得更多的、各個波段的太空天文望遠鏡,這是很艱巨的任務。 必須指出,作為對未知科學領域的一種探索的科學研究,在研究過程中,往往會存在多種觀點,有時甚至是相互對立的觀點或假設。比如,有學者對於近年來提出的宇宙創生學說是不太信的,並且認為「大爆炸」理論只是對宇宙的一個近似的描述。因為現在的宇宙學研究的只是我們能觀測到的范圍以內的「宇宙」,而很多學者相信宇宙是無限的,在我們這個「宇宙」以外還有無數個「宇宙」,這些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影響、有作用的。現代宇宙學只研究了我們這個「宇宙」,當然只能得到近似的結果,把他們的研究結果延伸到「宇宙」,創生了觸及遙遠的未來,則失誤更大。 (3)深入探索各層次間的聯系。 這正是統計物理學研究的主要內容。二十世紀在這方面取得了巨大的成就,先是非平衡態統計物理學有了得巨大發展,然後建立了「耗散結構」理論、協同論和突變論,接著混沌論和分形論相繼發展起來了。近年來把這些分支學科都納入到了非線性科學的范疇。相信在二十一世紀非線性科學的發展應有廣闊的前景。上述的物理學的發展前景分析依然局限在現代物理學現有的理論框架內。在二十一世紀,物理學的基本理論應該怎樣發展呢?現代物理學的革命將怎樣發生呢?有學者認為可能有兩個方面值得考慮:(1)有一些物理學家在追求「超統一理論」。在這方面,起初是愛因斯坦、海森堡等天才科學家努力探索「統一場論」;直到1967、1968年,美國的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統一電磁力和弱力的「電弱理論」;目前有一些物理學家正在探索加上強力的「大統一理論」,以及再加上引力把四種力都統一起來的「超統一理論」,他們的探索能否成功尚沒定論。 愛因斯坦當初探索「統一場論」是基於他的「物理世界統一性」的思想,但是他努力探索了三十年,最終沒有成功。有學者對此有不同的觀點,根據辯證唯物主義的基本原理,一般認為「物質世界是既統一,又多樣化的」。且莫論追求「超統一理論」能否成功,即便此理論完成了,它也不是物理學發展的終點。因為「在絕對的總的宇宙發展過程中,各個具體過程的發展都是相對的,因而在絕對真理的長河中,人們對於在各個一定發展階段上的具體過程的認識只具有相對的真理性。無數相對的真理之總和,就是絕對的真理。」「人們在實踐中對於真理的認識也就永遠沒有完結。」客觀世界也可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢?現在我們不知道。或許將來最早發現的第五種力可能存在於生命現象中。物質構成了生命體之後,其運動和變化實在太奧妙了,我們沒有認識的問題實在太多了,我們今天對於生命科學的認識猶如亞里斯多德時代的人們對於物理學的認識,因此在這方面取得突破性的進展是很可能的。有學者認為,物理學與生命科學的交叉點是二十一世紀物理學發展的方向之一,與此有關的是關於復雜性研究的非線性科學的發展。 (2)現代物理學理論也只是相對真理,而不是絕對真理。應該通過審思現代物理學理論基礎的不完善性來探尋現代物理學革命的突破口。關於物理學的發展前景,不同的學者,會有不同的觀點。下面,我們以諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧教授和李政道教授的觀點,來結束我們關於物理學發展前景的展望。「今後二三十年物理學的成就會遠遠不及100年前,每一門學科的發展都是有起伏的。在未來相當長的一段時間內,物理學不會在理論上有大的突破。」著名物理學家、諾貝爾獎得主楊振寧在參加2007年科協年會期間,對物理學的發展前景作出了這樣的判斷。楊振寧認為,100年前有二三十年是物理學的黃金時代:19世紀末發現了電子、放射性衰變、X光,技術上的發展,實驗室里的進步,使理論出現了很大的困惑。愛因斯坦等人提出了相對論、量子力學理論奠定了微觀物理學的基礎,使物理學進入一個全新的領域。而目前技術有了很大發展,但並沒有帶來理論上的大困惑,因此物理學不太可能再出現100年前那種飛躍式發展。楊振寧提醒大家,物理界沒有更多的重大發現,並不是物理不重要。此時的物理學的很多新領域出現了,為我們打開了很多門,每一個門走進去都能大有作為。回首20世紀,李政道認為20世紀物理學的發展可以簡單歸納為:了解基本粒子就會了解大物質體的構造。而21世紀的物理學發展將是探求整體統一,物理與生物學和其他學科會有極緊密的關系。「在我看來,21世紀物理學的前景是:激發真空;微觀和宏觀物理的結合;製造象宇宙開始的狀態;了解暗物質;了解類星體的能源;了解CP不對稱的原理。」李政道說20世紀的文明是微觀的,而21世紀微觀和宏觀應結合成一體。在一百年前,湯姆遜發現電子,從那以後影響了我們這個世紀的物理思想,即大的是由小的組成的,小的是由更小的組成的,找到了最基本的粒子就知道了最大的構造。這個思想不僅影響了物理學,還影響到本世紀生物學的發展,要知道生物學就應該研究生物的基因,知道基因就可能會知道生命。20世紀是越微小越好,我們覺得小是操縱一切的。但現在我們發現其實並不然。小的粒子,是在很廣泛的真空里,而真空很復雜,是個凝聚態,是有構造的。微觀粒子和宏觀真空實際上是分不開的,這兩個必須同時處理。就造計算機而言,是不是越小的就越好呢?可能21世紀的計算機要的是較大的,是個凝聚態單位,這里的信息才更多。21世紀如果把微觀和宏觀整體地聯系起來,這不光是影響物理學,也許會影響到生命的發展。
Ⅲ 強力和弱力是什麼
強相互作用力,簡稱強力,是作用於強子之間的力,是所知四種宇宙間基本作用力(強相互作用力、弱相互作用力、電磁相互作用力、引力相互作用力)最強的,其作用范圍在10-15m范圍內。強相互作用克服了電磁力產生的強大排斥力,把質子和中子緊緊粘合為原子核。
弱相互作用力,簡稱弱力,四種基本力中第二弱的、作用距離第一短的一種力。它只作用於電子、誇克層子、中微子(杜真子)等費米子,並制約著放射性現象。而對諸如光子、引子等玻色子不起作用。
(3)強子物理學怎麼樣擴展閱讀
強相互作用力比其它三種基本作用有更大的對稱性。對強相互作用力本質的了解是物理學的難題。人們用強子的誇克模型和規范場的概念提出量子色動力學。弱力的作用距離比強力更短,作用力的強度也比強力小得多,但在放射現象中起重要作用,β衰變中放出電子和中微子,電子和中微子之間只有弱力作用。
強力使得質子聚集在一起;弱力也十分重要,太陽之所以可以穩定燃燒依賴於弱力,太陽燃燒本質是一種核聚變,在太陽內部,兩個質子聚集形成氦的原子核並釋放出能量。在這個過程中,兩個帶正電質子很難碰撞,多虧弱力,其中一個質子會偶然變成中子,走出聚變。
強力必須靠拆開原子舍棄電子來實現,如果這樣那麼此物質將會帶非常多的正電而吸引電子。而現在的技術是可以破壞某些強力結合的材料的,靠強力結合的質子與中子在受高能粒子撞擊並結合,改變了內部結構時就破裂或是組合,大部分元素的原子核還是由於強力的原因無法破壞原子核結構。
Ⅳ 物理有哪些理論
您好: 很高興能為您解答,希望能幫到您喲
1.理論物理(Theoretical
Physics
)是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
粒子物理學是研究物質微觀結構及基本相互作用規律的物理學前沿學科。粒子物理理論作為量子場的基本理論,取得了極大的成功。粒子物理標准模型的建立是二十世紀物理學的重大成就之一,它能統一描述目前人類已知的最小"粒子"(誇克、輕子、光子、膠子、中間玻色子、Higgs
粒子)的性質及強、電、弱三種基本相互作用。粒子物理學有許多研究方向,例如:強子物理、重味物理、輕子物理、中微子物理、標准模型精確檢驗、對稱性和對稱性破壞、標准模型擴展等等。