夸克禁闭和渐近自由课件.pptVIP

夸克禁闭和渐近自由中国科大()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。?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：物理学家必威体育精装版的计算数据表明，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

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

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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

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。1961SU(3)八重态方案，对称性分类。Neeman,Gell-Mann1964Ω发现-1964年Gell-Mann提出Quarkmodel。1965-66层子模型(相对论性)。8

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ssK0(d?s)K+(u?s)K*0K*+??(u?d)?0?+I+?0??-(?ud)3?-I3?K(s?u)-?K自旋为00(s?d)K*-?K*0自旋为1u?u-d?d?2?=0△-(ddd)△0△+△++s(uuu)(udd)(uud)n(udd)p(uud)?*-?0?*+(dds)(uds)(uus)0+?(uds)?(uus)?-(dds)I3?0?*-?*0(uss)(dss)-?(sss)质量公式预言m?1670MeV?-?(uss)0(dss)?-10实验m?1672.45?0.29MeV?-

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线性势+库仑势线性势?夸克禁闭13

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?1973年Kobayashi-Maskawa在日本学术刊物”理论物理进展”（ProgressofTheoreticalPhysics）发文指出如果自然界中还存在（至少）第三代夸克(顶夸克t和底夸克b)，微观粒子系统中的CP破坏现象就可以得到解释。从而预言了底夸克b和顶夸克t的存在并为实验所证实。他们还认识到B介子(包含b夸克的介子)有可能是研究CP对称性破坏的最理想的场所。发现对称性破缺的来源并预言了自然界至少存在三代夸克。?1977年发现了b夸克，1995年发现了t夸克。

三代费米子uctdsbe??轻子夸克???e??一直到1995年，费米实验室发现顶夸克总共发现了三代夸克、三代轻子(48)。在它们之间传递相互作用的是规范玻色子(12)

九十年代末美国和日本化巨资建造了B介子工厂就是为了寻找在B介子中CP不守恒现象。此后几年来两个B介子工厂的实验(美国的BaBar和日本的Belle)证实了他们提出的CKM矩阵（KM是Kobayashi-Maskawa的缩写，C是意大利科学家NicolaCabibbo的代称）。B-factory?Super-Bfactory(Japan)

“基本”粒子从轻到重电荷+2/3tuc夸克(q)sdneeb-1/30nmntt轻子(l)m-118

?m=1.5-4.5MeVu?m=5-8.5MeVd?m=80-155MeVs?m=1.0-1.4GeVc?m=4.0-4.5GeVb?m=174GeVt19

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物质结构的层次原子→原子核物理→粒子物理(高能物理)粒子物理就是研究物质结构的最小组成成份(夸克、轻子)及其基本相互作用(电磁、弱、强相互作用)规律的科学。21

二.渐近自由--量子色动力学理论(QuantumChromodynamics(QCD))?色自由度引入1972colorGell-Mann1964GreenbergPara统计1965-66层子模型22

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2-5GeV强子R值测量4040?BES前:BES(total):15-206.625

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1967-1968深度非弹中的scaling?渐近自由。Friedman,Kendall,Taylor1990NobelPrizeQuark-parto