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类型夸克的发现过程.doc

  • 上传人:hskm5268
  • 文档编号:6926859
  • 上传时间:2019-04-27
  • 格式:DOC
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    夸克的发现过程.doc
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    1、 夸克-一个未解之谜夸克对于我们现代的人来说可谓是家喻户晓,随意找一位高中生,甚至是以为初中生,他们也能说出构成质子中子的更小的微粒-夸克。当然现代的物理学家至今还不能一睹夸克的风采,但是夸克的存在性,在当今的科学界已经不在是一个问题了。虽然这已经不是问题了,但是每个人有他自己的观点。你能说它是存在的,因为你有世界上最权威的的科学家的论证,但是每一个理论都少不了实验的验证,缺少了实验,总感觉这个理论还缺少着些什么。所以科学家们还在坚持不懈的追寻着它的足迹。当然作为物理学的学生,我当然是希望自己能在这些方面有所贡献,哪怕是一点点微不足道的努力。希望在不久的将来人们就能真正的见到夸克。并且让这位宇

    2、宙的起源能提供一点证据。夸克的提出到,理论发展,到一种一种的夸克被科学家所寻找到,再到后来夸克被科学界所接受,最后到不久的将来夸克真正的被人们所亲眼观察到。人们对夸克的认识道路是曲折的。在 JJ.汤姆逊发现电子之前,人们一直认为原子是构成物质的最小微粒。1897 年,汤姆逊运用的一个阴极射线管,外加上电场和磁场,发现了电子的偏移,从而发现了这种由原子发出的,带有负点的,质量为原子核的1836 分之一的微小粒子。于是,原子再也不是不可再分的了。之后人们就对原子内部进行了进一步的了解。从汤姆逊本人提出的电子均匀镶嵌在原子内部(又可以叫做枣糕模型) 。到卢瑟福的 a 粒子散射实验后提出的,卢瑟福核式

    3、模型,到波尔的轨道量子化,再到最后的电子云模型(我觉得是由于不确定关系造成的) 。人们开始越来越了解原子核内部的事情,知道了原子是由原子核(内部有质子和中子)和核外电子组成。但是质子和中子是不是最小的粒子了呢?有没有比这更加小的粒子了呢?问题又再一次摆在了人类的面前。由于前面的借鉴,人们不再轻易的做出结论,他们想通过实验来证明。当然想知道是不是有更小的粒子,自然是看如果将原子在一些极端的情况下,发生碰撞,看看碰撞完后,会产生哪些粒子。20 世纪 30 年代中期,人们发明了粒子加速器,就是一种环形的磁场,带点的粒子就能在磁场中作圆周运动,在两个半圆形磁场中间加上加速电场,是电子在减速电场的作用下

    4、不断加速,一直接近光速(所有粒子的相速度是无法超越光速的) 。然后让两个或者更多的粒子相向而行,直到相撞。科学家们通过撞击能够把粒子打碎,观察碰撞到底能产生什么。20世纪 50 年代,唐纳德格拉泽发明了“气泡室 ”,将亚原子粒子加速到接近光速,然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子后,质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时,都会留下一个极其微小的气泡,暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身,却可以看到这些气泡的踪迹。这就是人们最早观察到的夸克吧。只不过人们只能观察到的是夸克的运动的轨迹,而没有真正的看见它。说到夸克的发现,不得不提一个人,那就是盖尔曼。1929 年

    5、9 月 15日盖尔曼出生于纽约的一个犹太家庭里。童年时就对科学有浓厚兴趣,少年才俊,14 岁从进入耶鲁大学,1948 年获学士学位,继转麻省理工学院,三年后获博士学位,年仅 22 岁。1951 年盖尔曼到普林斯顿大学高等研究所工作。1953 年到芝加哥大学当讲师参加到以费米为核心的研究集体之中,1955 年盖尔曼到加州理工学院当理论物理学副教授,年后升正教授,成为加州理工学院最年轻的终身教授。虽然他本人在沟通上是有些问题的,但是可能正是一些方面的缺陷造就了其在其他方面的能力高人一等,他有着别人没有的远见和认识。1962 年,斯坦福大学开始建造加速器,1964年,通过自己的一些实验,他预言了夸克

    6、的存在。当时,盖尔曼把流代数引进场论,抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系其中又经过了许多科学家的努力(比如阿德勒比约) 。之后他又用了许多并行的方法,其中最具有思辩性的是点状结构流代数的求和规则暗示了点状结构,但并不是非要求点状结构不可然而比约肯根据这种暗示,结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念,自然地得出了结构函数标定无关性 标定无关性提出后,很多人不相信正如弗里德曼所说:“这些观点提出来了,我们并不完全确认他是一个年青人,我们感到他的想法是惊人的我们预料看不到点状结构,他说的只是一大堆废话 ”可见一个理论的提出到被接受需要很长的时间,而一个理论的理出也是非常需要勇气的。1967,1967,1970 年一系列的实验完成了。到后来的 子深度非弹性散射、电子正电子碰撞、质子反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克夸克相互作用所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构。当然不得不提一下,盖尔曼在 2010 年受华中师范大学物理粒子研究所邀请还来过我们学校讲课,并成为了我们学校的荣誉教授,对此我感到十分的自豪。当然了,正如老师所说的永远的真理是不存在的。不知道今天的发现会不会成为明天的错误,我们只能静静的等待时间的车轮带领我们前进。

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