近日,中科院高能所理論室研究員黃濤、實驗物理中心研究員曹俊合作撰寫的《奇妙的粒子世界》一書由北京大學出版社出版,此書結(jié)合了科學性、知識性和趣味性,深入淺出地介紹過去的120多年間粒子物理學的創(chuàng)生和發(fā)展。
多年來,人們力求尋找超出標準模型的新物理,至今唯一超出標準模型物理規(guī)律的實驗現(xiàn)象是中微子具有微小質(zhì)量和不同代中微子之間的振蕩現(xiàn)象,這在書中有詳細介紹。
作者從事粒子物理研究多年,他們深刻了解粒子物理的歷史,并以自身研究經(jīng)歷的片段穿插在文中,形成了本書的獨特之處。
粒子物理學發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段(1897~1937)是基本粒子概念的形成。1897年發(fā)現(xiàn)電子開啟了粒子物理學新時代,上世紀30年代逐漸地認識到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本成分是電子、質(zhì)子、中子和光子等。量子力學成為原子物理和原子核物理的基本規(guī)律。1937年在宇宙線中發(fā)現(xiàn)μ子,開始了粒子物理的第二階段,特別是粒子加速器的發(fā)明使人類更容易得到過去只有在宇宙線里才能有的高能量粒子,1954年以后物理學家們可以在精心控制下選擇不同的束流做研究基本粒子的實驗。粒子物理進入了基本粒子大發(fā)現(xiàn)時期,逐漸地“基本粒子物理”為“粒子物理”所代替。1964年以夸克模型為標志,粒子物理學進入了第三階段,人類認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)深入到夸克和輕子新層次,物理圖像完全不同于原子和原子核結(jié)構(gòu),它們所遵從的動力學規(guī)律也完全不一樣。傳遞夸克之間強相互作用以及夸克和輕子間弱相互作用的媒介子也具有很特殊的性質(zhì),60-70年代建立起來的夸克和輕子所遵從的標準模型理論出色地描述了由夸克和輕子演變而產(chǎn)生的各種實驗現(xiàn)象,已經(jīng)受了50年的實驗檢驗成為粒子物理學的基本規(guī)律。
《奇妙的粒子世界》