当期目录
2025年 54卷 第3期
物理,
2025, 54(3): 147-148.
摘要:
在粒子物理学的发展历史中,J/ψ粒子的发现是一个具有深远影响的里程碑事件。1974年11月,丁肇中教授率领团队在美国东海岸的布鲁克海文国家实验室发现了这一粒子,而远在西海岸的斯坦福直线加速器中心的伯顿·里克特教授率领团队几乎同时也发现了这个粒子。J/ψ粒子是由一对正反粲夸克组成的,丁肇中与伯顿·里克特的发现不仅证实了粲夸克的存在,也为粒子物理学的标准模型提供了有力的支持。这一实验发现被粒子物理学家称为“十一月革命”,极大地推动了对基本粒子及其相互作用的研究。它不仅巩固了夸克模型,还激发了对量子色动力学(QCD)的深入研究,为理解强相互作用的本质提供了新的视角,同时,也开启了对粲强子的实验研究。
在粒子物理学的发展历史中,J/ψ粒子的发现是一个具有深远影响的里程碑事件。1974年11月,丁肇中教授率领团队在美国东海岸的布鲁克海文国家实验室发现了这一粒子,而远在西海岸的斯坦福直线加速器中心的伯顿·里克特教授率领团队几乎同时也发现了这个粒子。J/ψ粒子是由一对正反粲夸克组成的,丁肇中与伯顿·里克特的发现不仅证实了粲夸克的存在,也为粒子物理学的标准模型提供了有力的支持。这一实验发现被粒子物理学家称为“十一月革命”,极大地推动了对基本粒子及其相互作用的研究。它不仅巩固了夸克模型,还激发了对量子色动力学(QCD)的深入研究,为理解强相互作用的本质提供了新的视角,同时,也开启了对粲强子的实验研究。
物理,
2025, 54(3): 149-152.
摘要:
1964年6月,布约肯和格拉肖合作完成了题为“基本粒子与SU(4)对称性”的论文,提出一种全新的量子数:“粲”量子数,对应一种全新的基本粒子——当时还属于假想粒子的“粲”夸克。但是随后的各种高能物理实验始终没有观测到“粲”强子,直到1974年11月,由粲夸克及其反粒子构成的束缚态——“粲夸克偶素”J/ψ粒子被丁肇中和里克特各自带领的实验组独立发现。这一在粒子物理学史上称作“十一月革命”的重要发现,成就了夸克物理学“2G”时代的辉煌,也深刻影响了中国高能物理实验和理论研究的发展进程。
1964年6月,布约肯和格拉肖合作完成了题为“基本粒子与SU(4)对称性”的论文,提出一种全新的量子数:“粲”量子数,对应一种全新的基本粒子——当时还属于假想粒子的“粲”夸克。但是随后的各种高能物理实验始终没有观测到“粲”强子,直到1974年11月,由粲夸克及其反粒子构成的束缚态——“粲夸克偶素”J/ψ粒子被丁肇中和里克特各自带领的实验组独立发现。这一在粒子物理学史上称作“十一月革命”的重要发现,成就了夸克物理学“2G”时代的辉煌,也深刻影响了中国高能物理实验和理论研究的发展进程。
物理,
2025, 54(3): 153-158.
摘要:
文章回顾了粲夸克的实验发现历程。20世纪60年代,卡比博提出弱相互作用中的混合角理论,解释了奇异粒子的衰变,但无法完全解释K介子衰变速率的异常。1970年,格拉肖等人基于Glashow—Illiopolos—Maiani机制,预言了粲夸克的存在以解决这一矛盾。1974年,丁肇中团队在布鲁克海文国家实验室通过质子—铍靶实验发现了质量约3.1 GeV的J粒子,而里克特团队在斯坦福SPEAR对撞机上独立观测到同一能区的ψ粒子,后统称为J/ψ粒子。这一发现直接证实了粲夸克的存在,推动了标准模型的发展,被称为“十一月革命”。在粲夸克被发现之后,中国成功建成北京正负电子对撞机(BEPC),成为国际上粲物理研究的重要力量。粲夸克的发现不仅验证了理论预言,也为粒子物理学和高能实验技术的发展奠定了里程碑。
文章回顾了粲夸克的实验发现历程。20世纪60年代,卡比博提出弱相互作用中的混合角理论,解释了奇异粒子的衰变,但无法完全解释K介子衰变速率的异常。1970年,格拉肖等人基于Glashow—Illiopolos—Maiani机制,预言了粲夸克的存在以解决这一矛盾。1974年,丁肇中团队在布鲁克海文国家实验室通过质子—铍靶实验发现了质量约3.1 GeV的J粒子,而里克特团队在斯坦福SPEAR对撞机上独立观测到同一能区的ψ粒子,后统称为J/ψ粒子。这一发现直接证实了粲夸克的存在,推动了标准模型的发展,被称为“十一月革命”。在粲夸克被发现之后,中国成功建成北京正负电子对撞机(BEPC),成为国际上粲物理研究的重要力量。粲夸克的发现不仅验证了理论预言,也为粒子物理学和高能实验技术的发展奠定了里程碑。
物理,
2025, 54(3): 159-164.
摘要:
北京谱仪BESⅢ实验利用所采集的100亿J/ψ事例,为研究轻强子物理,探究物质微观结构和强相互作用提供了重要平台。文章对BESⅢ实验中轻强子物理的研究成果进行了简要回顾。除了在轻奇特态寻找方面取得的重要进展,例如发现X (2370)和η1(1855)等新粒子,BESⅢ实验还通过J/ψ衰变中的超子—反超子对的量子纠缠进行了超子极化和CP破坏的研究,给出了目前最精确的检验结果,为理解宇宙中物质—反物质不对称性提供了新视角。此外,还取得了一系列关于轻介子衰变的重要成果,包括观察到新的衰变模式和新的衰变机制等。
北京谱仪BESⅢ实验利用所采集的100亿J/ψ事例,为研究轻强子物理,探究物质微观结构和强相互作用提供了重要平台。文章对BESⅢ实验中轻强子物理的研究成果进行了简要回顾。除了在轻奇特态寻找方面取得的重要进展,例如发现X (2370)和η1(1855)等新粒子,BESⅢ实验还通过J/ψ衰变中的超子—反超子对的量子纠缠进行了超子极化和CP破坏的研究,给出了目前最精确的检验结果,为理解宇宙中物质—反物质不对称性提供了新视角。此外,还取得了一系列关于轻介子衰变的重要成果,包括观察到新的衰变模式和新的衰变机制等。
物理,
2025, 54(3): 165-173.
摘要:
J/ψ粒子的发现不仅在理论上推动了标准模型的广泛接受,还为后续粲偶素及类粲偶素的研究打开了大门。北京谱仪Ⅲ实验在粲偶素与类粲偶素方面进行的研究包括但不局限于:寻找新的粒子,确定粒子的内部结构、质量与宽度、跃迁与衰变,寻找新的产生和衰变过程等,取得了一批重要的物理成果。文章将着重介绍北京谱仪Ⅲ实验关于粲偶素与类粲偶素的代表性工作,包括精确测量ηc(1S)粒子共振参数、发现D波自旋三重态ψ(13D2)、发现正负电子湮灭直接产生χc1(1P)、发现带电四夸克粒子、矢量类粲偶素粒子与中性X (3872)粒子的系列前沿研究等。这些实验结果丰富了人们对基本粒子世界的认识,有助于更深入地理解强相互作用与宇宙中的物质构成。
J/ψ粒子的发现不仅在理论上推动了标准模型的广泛接受,还为后续粲偶素及类粲偶素的研究打开了大门。北京谱仪Ⅲ实验在粲偶素与类粲偶素方面进行的研究包括但不局限于:寻找新的粒子,确定粒子的内部结构、质量与宽度、跃迁与衰变,寻找新的产生和衰变过程等,取得了一批重要的物理成果。文章将着重介绍北京谱仪Ⅲ实验关于粲偶素与类粲偶素的代表性工作,包括精确测量ηc(1S)粒子共振参数、发现D波自旋三重态ψ(13D2)、发现正负电子湮灭直接产生χc1(1P)、发现带电四夸克粒子、矢量类粲偶素粒子与中性X (3872)粒子的系列前沿研究等。这些实验结果丰富了人们对基本粒子世界的认识,有助于更深入地理解强相互作用与宇宙中的物质构成。
物理,
2025, 54(3): 177-180.
摘要:
回看走过的人生路途,我从一个迷茫困惑的少女,逐渐成长为一名信念坚定的科研工作者。一路上,我得到了师长们的悉心指导和同辈们的无私支持。在此有幸与《物理》的读者们分享科研之旅的个人体会,我感到非常的开心。希望我的成长故事,能给在物理学领域暂时感到迷茫和犹豫不决的年轻朋友们带去一些思考和启发。
回看走过的人生路途,我从一个迷茫困惑的少女,逐渐成长为一名信念坚定的科研工作者。一路上,我得到了师长们的悉心指导和同辈们的无私支持。在此有幸与《物理》的读者们分享科研之旅的个人体会,我感到非常的开心。希望我的成长故事,能给在物理学领域暂时感到迷茫和犹豫不决的年轻朋友们带去一些思考和启发。
物理,
2025, 54(3): 180-182.
摘要:
当我收到为今年《物理》杂志“三·八”国际妇女节撰写专题文章的邀请时,内心既惊讶又忐忑。作为初入科研领域的博士生,我深知自己还只是一个“愣头青”,尚未有可圈可点的科研成果。然而,我依然希望自己的经历能够为更多人带来鼓舞,尤其是那些对物理充满兴趣的女生,永远不要给自己的人生设限,不要被一些世俗的偏见所困扰,如果你热爱物理,那就勇敢地去追求。
当我收到为今年《物理》杂志“三·八”国际妇女节撰写专题文章的邀请时,内心既惊讶又忐忑。作为初入科研领域的博士生,我深知自己还只是一个“愣头青”,尚未有可圈可点的科研成果。然而,我依然希望自己的经历能够为更多人带来鼓舞,尤其是那些对物理充满兴趣的女生,永远不要给自己的人生设限,不要被一些世俗的偏见所困扰,如果你热爱物理,那就勇敢地去追求。
物理,
2025, 54(3): 183-188.
摘要:
获得1 K以下温度并提供稳定冷量的极限制冷既是前沿科学课题,也是支撑众多领域发展的关键核心技术。近期在钴基三角晶格量子磁性材料Na2BaCo(PO4)2中,首次发现了一种兼具固体和超流体特性的新奇量子物态——自旋超固态。该物态可产生显著的巨磁卡效应,通过绝热去磁过程成功获得94 mK的极低温,实现了无氦-3的极低温固态制冷突破,开辟了量子材料极低温制冷新途径。文章在简要介绍超固态的基础上,着重阐述在钴基三角晶格量子材料中发现的自旋超固态及其巨磁卡效应,以及极低温制冷。最后,结合最近在Kitaev量子自旋液体研究中提出的拓扑激发磁卡效应等进展,展望量子材料固态制冷的未来前景。
获得1 K以下温度并提供稳定冷量的极限制冷既是前沿科学课题,也是支撑众多领域发展的关键核心技术。近期在钴基三角晶格量子磁性材料Na2BaCo(PO4)2中,首次发现了一种兼具固体和超流体特性的新奇量子物态——自旋超固态。该物态可产生显著的巨磁卡效应,通过绝热去磁过程成功获得94 mK的极低温,实现了无氦-3的极低温固态制冷突破,开辟了量子材料极低温制冷新途径。文章在简要介绍超固态的基础上,着重阐述在钴基三角晶格量子材料中发现的自旋超固态及其巨磁卡效应,以及极低温制冷。最后,结合最近在Kitaev量子自旋液体研究中提出的拓扑激发磁卡效应等进展,展望量子材料固态制冷的未来前景。
物理,
2025, 54(3): 189-197.
摘要:
狄拉克引入相对论量子力学方程的文章Thequantum theory of the electron,收稿日期是1928年1月2日。泡利引入泡利矩阵描述磁电子的那篇文章,收稿日期是1927年5月3日。狄拉克引用了泡利的这篇文章,以及Charles Galton Darwin,The electron as a vector wave,Roy.Soc.Proc.,A116,227—253(1927)一文{此文的前驱是Charles Galton Darwin,The electron as a vectorwave,Nature 119,282—284(1927)}。达尔文明确地指出电子的波函数应该是个矢量{是说波函数自身应该是个多分量的存在},是量子力学发展过程中重要的一步。笔者识见短浅,没在中文语境中见到有人提及。
狄拉克引入相对论量子力学方程的文章Thequantum theory of the electron,收稿日期是1928年1月2日。泡利引入泡利矩阵描述磁电子的那篇文章,收稿日期是1927年5月3日。狄拉克引用了泡利的这篇文章,以及Charles Galton Darwin,The electron as a vector wave,Roy.Soc.Proc.,A116,227—253(1927)一文{此文的前驱是Charles Galton Darwin,The electron as a vectorwave,Nature 119,282—284(1927)}。达尔文明确地指出电子的波函数应该是个矢量{是说波函数自身应该是个多分量的存在},是量子力学发展过程中重要的一步。笔者识见短浅,没在中文语境中见到有人提及。
物理,
2025, 54(3): 201-201.
摘要:
尽管宇宙线中的电子和正电子成分远低于质子和其他原子核,但电子能谱(简称电子谱)却是银河系内若干高能物理过程的重要探针。近期,高能立体望远镜系统HESS (High Energy Stereoscopic System)的合作组在该领域取得了重大突破,将宇宙线电子谱的测量延伸至惊人的40 TeV (此前的测量低于5 TeV)。HESS团队收集了超过12年的数据,揭示了前所未有的能谱信息,特别是发现电子谱在1 TeV附近开始明显变陡。这个特征挑战了我们关于银河系宇宙线起源的认识。此外,测量发现在约1—40 TeV能区的电子由幂律谱主导,很好地约束了太阳系附近局部区域加速粒子的流量以及可能的电子产生机制(如银河系内暗物质粒子的湮灭或衰变)。
尽管宇宙线中的电子和正电子成分远低于质子和其他原子核,但电子能谱(简称电子谱)却是银河系内若干高能物理过程的重要探针。近期,高能立体望远镜系统HESS (High Energy Stereoscopic System)的合作组在该领域取得了重大突破,将宇宙线电子谱的测量延伸至惊人的40 TeV (此前的测量低于5 TeV)。HESS团队收集了超过12年的数据,揭示了前所未有的能谱信息,特别是发现电子谱在1 TeV附近开始明显变陡。这个特征挑战了我们关于银河系宇宙线起源的认识。此外,测量发现在约1—40 TeV能区的电子由幂律谱主导,很好地约束了太阳系附近局部区域加速粒子的流量以及可能的电子产生机制(如银河系内暗物质粒子的湮灭或衰变)。
物理,
2025, 54(3): 202-207.
摘要:
针对当前《热力学与统计物理》教材中磁功表达式存在的普遍矛盾,文章通过梳理理论的历史演进,阐明了从(包括物体和磁场的)整体表达式δw=∫全空间H·δBd3r到物体表达式δw'=μ0∫物体内Ha·δMd3r的物理关联性,为相关教学内容提供了清晰的物理图像和理论框架。
针对当前《热力学与统计物理》教材中磁功表达式存在的普遍矛盾,文章通过梳理理论的历史演进,阐明了从(包括物体和磁场的)整体表达式δw=∫全空间H·δBd3r到物体表达式δw'=μ0∫物体内Ha·δMd3r的物理关联性,为相关教学内容提供了清晰的物理图像和理论框架。
物理,
2025, 54(3): 218-219.
摘要:
在当今科技飞速发展的时代,人工智能已经从科幻小说走进了现实生活的方方面面。从智能语音助手到自动驾驶汽车,从医疗诊断到金融预测,大模型作为人工智能的核心技术之一,正以前所未有的速度改变着人类社会的运行方式。
在当今科技飞速发展的时代,人工智能已经从科幻小说走进了现实生活的方方面面。从智能语音助手到自动驾驶汽车,从医疗诊断到金融预测,大模型作为人工智能的核心技术之一,正以前所未有的速度改变着人类社会的运行方式。