中国科学技术大学：夸克禁闭和渐近自由（PPT讲稿，中国科学院高能物理研究所：黄涛）

夸克禁闭和渐近自由 中国科大(20090911 黄涛 (中科院高能所)

夸克禁闭和渐近自由 中国科大(2009.09.11) 黄 涛 (中科院高能所) 1

美《科学》杂志评出08年十大科学进展 在对细胞重新编程“定制”细胞系方面,开启了一个生物 学研究新领域 ·第一次直接观测到了太阳系外围绕其他恒星运转的行星 癟症基因名单扩充 发现了一类全新的以铁化合物为基础的高温超导材料 看”到了蛋白质如何与目标结合,然后转换细胞的代谢状 卷,起到促成某一组织特性的作用。 发现了种有盛前驽的新玉县,够把风能态阻能电 ·胚胎视频:研究人员对发育中的胚胎内部细胞进行了史无 前例的细致观察。 研究发现“好脂肪”工作过程,他们可以将“好脂肪”转 变为肌肉,反之亦然。 ·计算物质世界的重量:物理学家最新的让算数据表明,标 准模型非常准确地预测了质子和中子的质量。 更快、更廉价的基因组测序

美《科学》杂志评出08年十大科学进展 • 在对细胞重新编程“定制”细胞系方面，开启了一个生物 学研究新领域。 • 第一次直接观测到了太阳系外围绕其他恒星运转的行星。 • 癌症基因名单扩充。 • 发现了一类全新的以铁化合物为基础的高温超导材料 。 • 看”到了蛋白质如何与目标结合，然后转换细胞的代谢状 态，起到促成某一组织特性的作用。 • 发现了一种有应前景的新工具，能够把风能、太阳能发电 等所产生的过剩电能进行规模化存储，迈向可再生能源。 • 胚胎视频：研究人员对发育中的胚胎内部细胞进行了史无 前例的细致观察。 • 研究发现“好脂肪”工作过程，他们可以将“好脂肪”转 变为肌肉，反之亦然。 • 计算物质世界的重量：物理学家最新的计算数据表明，标 准模型非常准确地预测了质子和中子的质量。 • 更快、更廉价的基因组测序 2

训算质世界的重量 物理学家最新的计算数据表明,标准模型(即描述大多数可见宇宙 中的粒子及其相互作用的标准模型)非常准确地预测了质子和中子的质 量。2008年,法国国家科学研究院科研人员与欧洲同事第一次论证了爱 因斯坦著名公式:E=mc2。为了达到目的,科研人员将空间与时间作为 某四维晶格的一部分,其中的离散点则沿着行列以一定的间隔排列。他们 主要的挑战是寻找一个符合的连续性空间与时间的解决方案,针对空间与 时间控制所有联系于晶格计算的不稳定性来源。在应用计划上,该研究标 志着粒子强烈相互作用研究相关数字方法达到成熟。该研究在与大型强子 对撞器(LHC)呈现的物理学新纪元中起基础性作用。事实上,粒子强烈 相互作用模型的控制可以揭示联系于强烈相互作用为掩盖的夸克粒子微弱 相互作用的新现象

3

2008年度诺贝尔物理学奖 南部阳一郎(1921年生) 小林诚(1944年生) 益川敏英(1940年生)

2008年度诺贝尔物理学奖 南部阳一郎(1921年生) 小林诚(1944年生) 益川敏英(1940年生)

hoto PRB: hoto PRB photo PRB Fress Release: The 2004 Nobel Prize in Physics 5 October 2004 the Nobel Prize in Physics for 2004"for the discovery of sward The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to asymptotic freedom in the theory of the strong interaction jointly

5

深层次物质结构两大特 量子色动力学理论一强相互作用基本理论。 夸克和胶子及其相互作用的理论 夸克禁闭 渐近自由

深层次物质结构两大特点 量子色动力学理论—强相互作用基本理论。 夸克和胶子及其相互作用的理论 • 夸克禁闭 • 渐近自由 6

内容 夸克模型和三代夸克 二.渐近自由-量子色动力学理论 渐近自由的实验验证 四.夸克禁闭难题 五.展望

内容 一. 夸克模型和三代夸克 二. 渐近自由--量子色动力学理论 三. 渐近自由的实验验证 四. 夸克禁闭难题 五. 展望 7

夸克模型和三代夸克 六十年代发现了大量强子态, 1960反Σ粒子发现,王淦昌等。 1961SU(3)八重态方案,对称性分类。 Neeman gell-Mann 1964Q发现 1964年Ge|Man提出 Quark mode 196566层子模型(相对论性)

一. 夸克模型和三代夸克 六十年代 发现了大量强子态， 1960 反Σ粒子发现, 王淦昌等。 1961 SU(3) 八重态方案，对称性分类。 Neeman,Gell-Mann 1964 Ω-发现 1964年 Gell-Mann提出Quark model。 1965-66 层子模型(相对论性)。 8

9

9

K(d s K(u s *0 K K π(ud ro t(u d) K(s u K(s d KK- K 自旋为0 自旋为1 △ (ddd)(udd)(uud)/(uuu n(udd pluud) SO ∑ (dds) ds)/(uus (uds)∑+(us) ∑(ds) (dss) (uss Q2(sss) E(dss) 质量公式预言m1670MeV 实验m2=167245±0.29MeV 10

质量公式预言 m- 1670 MeV 实验 m- 1672.45 0.29 MeV s I3 K+ K (us) 0 (ds)  - (u d)  + (ud) K- (su)   0 K0 (sd) s I3 K* K*0 +  - K*-  + K*0  0   s I3 n(udd) p(uud) - (dds) 0 (uds) 0 + (uus) - (dss) 0 (sss) (uss) △- △0 △+ △++  0 *-  *+ (ddd) (udd) (uud) (uuu) (dds) (uds) (uus) * - *0 (dss) (uss)  - 自旋为0  0 = uu-dd 2 自旋为1 10