这篇文章告诉你,花费巨额资金来构建粒子科学上网是不值得的!

这里要强调的是,深度非弹性散射实验通常在高能量科学上网的帮助下完成。最先进的是欧洲的强子对撞机。希格斯玻色子用来发现它。简要介绍一下质子碰撞研究的历史。在20世纪60年代,弗里德曼和肯德尔是麻省理工学院的物理学教授,另一位泰勒是斯坦福大学线性科学上网中心(SLAC)的物理学教授。他们三人都是SLAC-MIT研究团队的关键人物。 [弗里德曼]在他们的主持下进行的“SLAC-MIT实验”获得了关于核子(质子和中子)内部结构的重要信息,为进一步研究物质的最深层结构铺平了道路。斯坦福大学的着名物理学家汉森及其同事在发明速调管微波振荡器后于1947年发明了第一个电子线性科学上网。 1952年,第三条电子直线科学上网在斯坦福大学建成并命名为Mark III,它将电子加速到1 GeV。 Hofstadter使用该设备进行电子 – 质子散射实验,并对核结构进行了突破性研究,确定质子为非点状颗粒,直径不小于10-13功率平方厘米。在他的倡导下,斯坦福大学从1962年开始建造一条能量大于20 GeV的电子线科学上网。1967年,大型电子直线科学上网建成并达到了设计能量。一系列电子质子散射实验作为试运行开始。实验结果表明,性能良好,不仅电子束入射能量远大于一般,而且电子束强度也大得多。在九个经过验证的实验方案中,有三个由SLAC,麻省理工学院和加州理工学院联合提出。这三个项目的内容是:电子质子弹性散射,正电子质子弹性散射和电子质子非弹性散射。第一轮实验结果非常普遍,但它进一步证实了结论。加州理工学院的成员认为这项工作过于单调,决定离开联合团队。
SLAC和MIT成员继续实验并逐渐增加电子束能量以进行电子质子非弹性散射实验。测量三个峰,其对应于质子共振状态。进一步将能量增加到几个GeV的量级,进入所谓的深度非弹性区域。这是一个从未被探索过的领域。为什么它被称为深度无弹性?因为此时电子的能量如此之高,它可以深入到质子中甚至打破质子。此时,非弹性散射公式e + p→e + X可以是一系列强子。由于质子分裂成碎片,它们吸收更多能量,散射电子的能量远低于平常。然而,与实验者的期望相反,当进入深度非弹性区域时,电子损失大量能量并且以比能量损失小时更大的概率出现。换句话说,电子质子深非弹性散射的大角度散射截面远大于弹性散射的大角度散射。起初他们认为结果不正确,或者解释错误。这也可能是因为系统性错误。误差源可以是所谓的辐射校正。入射电子或散射电子以光的形式辐射相当大量的能量。 。所以他们仔细研究了辐射校正。结果证明辐射校正并不重要。他们分别比较了电子质子的非弹性散射与电子质子弹性散射和电子电子弹性散射。发现电子质子弹性散射截面随着散射角的增大而急剧减小,而深非弹性散射截面和电子电子弹性散射截面的比例仍然很小。这一事实表明,当电子以很大的能量渗透到质子内部时,所遇到的不是“软”质子靶,而是类似于电子的点状“硬”核。然而,科学家们当时没有意识到这一点,但他们感到困惑。 [卢瑟福]他们在发表第一批实验结果时非常谨慎。如你所知,Geiger和Marsden在60年前α粒子以大角度散射时发现了类似的情况。如果不是Ruthford的及时指导和理论分析,它可能会错过发现核心的机会。
虽然SLAC-MIT团队在20世纪60年代后期的情况比较复杂,但也有相似之处。如果没有理论家,特别是J.D. Bjorken和Feynman的及时合作,恐怕很难正确解释实验结果。两个历史上重要的实验发现,已经分离了半个多世纪,为我们提供了理论和实验相互补充的典型例子。该实验充分证明质子不是点粒子,而是与粒子一致。现在我们知道质子是由夸克组成的。具体来说,它由两个上夸克和一个下夸克由胶子在强相互作用下组成。核中质子的数量决定了它的化学性质以及它所属的化学元素。 1932年,查德威克发现了中子,这是在卢瑟福论证原子在1911年具有原子核之后的又一重大进展。从那以后,关于原子核结构的知识有所增加。在发现中子的基础上,海森堡提出了核由质子和中子组成的观点,因此中子,质子和电子被认为是物质的三个基本组成部分。然而,很快就意识到质子和中子是比电子更复杂的粒子。因为原子核具有异常的磁矩,它会产生意想不到的强磁场,这只能通过原子核内部的电流来解释。在20世纪50年代,通过电子散射法研究电子结构,并测量核的内部电荷分布和磁分布。与此同时,大量强子发现它们的性质类似于核的性质。这促使人们对强子的分类进行理论研究。经过多次尝试,我终于成功地解决了强子的神秘面纱,主要是通过盖尔曼的工作。 1961年,他提出了具有SU(3)对称性的强子分类的“八重方法”。在1964年,他预测重子Ω-在实验上被证实,这进一步促使他做出这样的假设,即所谓的三重态,即SU(3)组的物理基础,实际上是三种不同的基本粒子。 Gellman被称为Quark,而supervnp免费版安卓apk并认为夸克是自然界中更基本的物质成分,所有已知的强子都是由这三个夸克和它们的反粒子组成。
因为夸克模型可以成功解释许多事实,所以很容易得到极其复杂的东西,并立即得到人们的普遍关注,因此它引发了寻找夸克的浪潮。人们用海水和陨石进行实验;探测宇宙射线;使用各种高能量的科学上网,希望能找到夸克存在的证据。然而,在1969年之前,没有发现任何证据。在这个时候,大多数人都没有希望夸克存在的证据只能被解释为所谓的夸克只是一个数学符号,物理方程中的数学量。但这项研究没有停止,费曼和比约肯从其他角度研究了这个问题。早在20世纪60年代早期,费曼就用视觉图像来描述高能强子之间的相互作用。人们认为这种相互作用是通过交换强子的内部组成部分来完成的。他将这些组件称为部分。 Bjorken是SLAC理论小组的成员。他使用流动代数来研究中微子散射。当SLAC-MIT实验得到异常结果时,他转向电子质子深度非弹性散射,利用流动代数求和规则分析实验结果,并提出尺度独立性来解释实验结果。流动代数是一种非常抽象的数学方法,他的工作尚未被人们理解。 1968年8月,当人们对尺度独立的物理意义感到困惑时,费曼来到了SLAC实验小组,他向他展示了深度无弹性的异常结果,并告诉他Bjorken使用了这个尺度。无关紧要的解释。费曼非常感兴趣,并在一个晚上解决了这个问题。他将质子视为部分(点状粒子)的复合体,并将电子质子的深度非弹性散射视为电子和零件的弹性散射。经过计算,证明了Bourken的尺度无关函数是部分动量与质子动量的比值。通过这种方式,费曼发现了一些来自深度非弹性散射和尺度无关的子模型的重要证据。
为了表彰弗里德曼肯德尔,理查德泰勒和亨利肯德尔对核的深度非弹性散射研究的贡献,1900年的诺贝尔奖被授予其中三个。费曼的部分子模型和盖尔曼的夸克模型具有相同的效果,他们从不同的角度以不同的方式得出了相同的结论。人们很快就明白原始部分和夸克是一回事。电子质子深度非弹性散射实验也表明,Gherman在1962年提出的电中性粒子“胶子”可能存在。 1971年,V.F。 Weiskopf和N. Kurti提出,正是这种“胶子”在夸克之间传递强烈的相互作用,这使得夸克形成了强子。然后,在1973年,量子色动力学被创造出来。 1979年,丁玉忠团队首次发现支持胶子存在的证据。 SLAC-MIT实验引发的一系列新发展使物理学进入了一个新时代,将粒子物理学带入了“夸克 – 胶子”时代。 [盖尔曼]物理学家盖尔曼还因其质子和中子获得了1969年的诺贝尔物理学奖,这些质子和中子由三个夸克组成。在阅读了关于探索质子内部结构的介绍之后,我相信每个人都对深度非弹性散射实验有深刻的理解。这对我们来说可能不是一个有趣的实验,它会很无聊并且分析很多数据。但有人必须这样做才能发现更多的谜团。你可能不参与这方面的研究,但是你知道这件事,你可以告诉你的儿子,女儿,这种物质是如何形成的,并说出人们用来发现它的实验。你的儿子和女儿可能成为未来的科学家。然后你也做出了很大的贡献。这就是我们需要知道的原因。犹太人为什么成功,也就是说,他们的父母告诉他们的孩子,阅读是一件高尚的事情,书籍是我留给你的宝藏。摘自独立学者,科普作家,量子力学科学书《见微知著》

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