楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?鍾銘聊科學2019-05-12 18:02:31

其實這裡有很多方面的原因

什麼是楊米爾斯理論

其實,楊米爾斯理論有時候被過分誇大了許多許多。很多人都說楊振寧是愛因斯坦之後最偉大的科學之一。但是其實某種程度上來說,他還只是“

愛因斯坦之後

”的偉大科學家,這不代表他真的做了和愛因斯坦一樣的事情。愛因斯坦是提出了一套理論體系,幾乎以一人之力構建了相對論。

而楊振寧呢?他和米爾斯的理論其實只是一個骨架,更確切地說只是一個數學框架(模型)。在這個骨架裡其實很有很多需要查缺補漏的地方,他並不能算是一個完整的理論。而且,其實當年楊振寧在給物理學家講解他的楊米爾斯理論時,有個叫泡利的科學家尖銳地指出了一個問題“質量”,當時楊振寧在臺上都說不出話來。是的,整個理論的問題就在於“粒子的質量”問題,楊米爾斯理論並沒有解決這個問題,其實同一時期的泡利也做了同樣的事情,只是他被“粒子質量”問題所困擾,所以並沒有發表該論文。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

後來,隨著粒子物理學發展,希格斯等人提出了相應的理論,並填補了之前楊米爾斯理論的所不能解決的問題,也就是“粒子的質量問題”,楊米爾斯理論的價值才被顯現出來,在這個框架下,現代粒子標準模型被提出,並且統一強相互作用,弱相互作用和電磁作用。

所以,說是楊振寧和米爾斯最先提出了基礎框架,在某種程度上是有問題的,首先是框架本身有問題,其實當時代也有人做了一樣的研究,只是覺得有問題而沒有發表。

諾貝爾獎的潛規則

其次,我們都知道楊振寧拿過諾獎,是對稱性破缺(宇稱不守恆),這個論文一發表,他們知道吳健雄來做實驗驗證,並且當年就完成了驗證,第二年他們就獲了獎。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

也就是說,楊振寧其實拿到了1/2的諾獎。而諾獎其實有規定一個人在一個領域最好不要超過1個獎,所以,如果要頒給楊振寧楊米爾斯理論的諾獎,那就是再給他1/2,其實也是符合要求的。可問題是,米爾斯已經去世了。所以,再頒獎,楊振寧是要拿到1個獎的。1+1/2=1。5>1,所以超過了這個潛規則的要求。因此諾獎不大可能再給他頒獎。其實有很多科學家都有這個問題,比如:愛因斯坦。如果按照成就來看,他至少拿6個,可是他也只得到了1個而已。

最後,我要說,其實楊振寧的成就不需要諾獎來錦上添花了,他完全配得上愛因斯坦之後最偉大的科學家之一,而且也是目前世界上最偉大的科學家之一。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?刁博2019-05-11 16:13:39

楊振寧摘得諾貝爾獎是在1957年,是因為發現了弱相互作用下宇稱不守恆而獲獎的,宇稱不守恆的論文發表在1956年。當時人們還沒有認識到,楊振寧的最偉大成果不是弱相互作用下宇稱不守恆,而是和他的助手米爾斯合作發表在1954年的楊-米爾斯理論。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

楊-米爾斯理論剛發表時只是一個數學框架,並且還有明顯的沒有解決好的漏洞,用他的這套模型不能解決粒子質量的來源問題。在楊振寧發表論文之前,泡利也做出了和楊振寧幾乎一模一樣的工作,當時泡利認識到這套模型不能解決粒子的質量來源問題,故他放棄了發表。

後來,希格斯等人研究對對稱性自發破缺時給出了希格斯機制,粒子質量的來源問題才算是得到了解決,楊-米爾斯理論的重要性也就逐步體現了出來。弱相互作用與電磁相互作用就是在此基礎上得到了統一,弱電統一理論是上個世紀足以和相對論媲美的輝煌科學成就,後來強相互作用也納入到這個框架中。在希格斯粒子被發現後,建立在楊-米爾斯理論框架上的標準模型取得了巨大的成功,在此之前強相互作用的漸近自由也摘得了諾貝爾獎。

楊振寧的理論是如此偉大,完全可以獲得諾貝爾獎,至於這套理論為什麼還沒有獲得諾貝爾獎,很多人給出過一些不同的說法。有人說他的理論有缺陷,需要別人打好補丁才能使用;有人說他的原創性不夠,別人做過類似的工作只是未發表;有人說合作者米爾斯早已去世;有人說楊振寧已經拿過一次諾貝爾獎……這些說法有些比較荒唐,不荒唐的也像是在為楊-米爾斯理論沒有獲諾貝爾獎找理由。其實楊振寧的理論已經創造出眾多的諾貝爾獎,這已經是對楊振寧工作的肯定。楊振寧已經不需要再用一個諾貝爾獎表明自己的理論多麼偉大了,即使再得一個諾貝爾獎也只不過是錦上添花而已。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?臨時客2019-05-12 14:17:38

This theoretical model, already ranked alongside the works of Newton, Maxwell, and Einstein, will surely have a comparable influence on future generations。(這個理論模型,已經達到了與牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的理論相提並論的高度,它將影響未來幾代人的研究)。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

以上這段話,是1994年美國著名的理論物理學獎項——“鮑爾獎”授予“楊——米爾斯理論”時的評語,對這個理論有非常高的評價。按照現代物理學的發展軌跡,大致來說,有四個里程碑式的階段,第一階段:以牛頓的“引力場論”為標誌;第二階段:以麥克斯韋的“電磁場論”為標誌;第三階段:以愛因斯坦的“相對場論”為標誌;第四階段,就是以楊——米爾斯理論為核心內容,而建立的“統一場論”(或者叫“規範場論”)為標誌。所以說,楊振寧教授是一位能與牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦等偉大的物理學家並肩的理論物理學大師。這麼說,是一點都不為過的。至少,目前仍然健在的物理學大師之中,沒有成就比他更高的人了。

按理說,這麼偉大的理論,獲得諾貝爾物理學獎,應該是不在話下的,但事實並非如此,這是因為諾貝爾物理學獎的屬性問題,諾貝爾物理學獎主要是針對實驗物理而設立的,只對那些能用具體的物理實驗來驗證科學理論的物理學家進行獎勵,並不看重建立理論公式的物理基礎理論。愛因斯坦建立了著名的“相對論”,可是這並沒有讓他獲得諾貝爾物理學獎,但是,愛因斯坦的“光電效應定律”被實驗證明後,卻獲得了諾貝爾獎。同理,楊——米爾斯理論雖然沒有獲得諾貝爾獎,但是,基於楊——米爾斯理論所做出了的很多實驗結果,卻獲得了諾貝爾獎。

所以說,楊——米爾斯理論確實是一個博大精深的物理“標準模型”,它所奠定的理論基礎孕育了一系列的諾貝爾物理學獎。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?我係多多2019-05-11 11:52:50

老楊已經因為宇稱不守恆獲得過了,不能再來第二次了。同理,愛因斯坦也不是因為相對論獲得獎。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?把小熊還給她2019-05-11 11:58:42

愛因斯坦也僅僅因為光電效應得諾獎,這是諾獎評獎的侷限性,但大師們的地位不是靠諾獎奠定的。真正的大師都是理論架構師,牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、狄拉克、楊振寧是一級別,當然牛頓和愛因斯坦幾乎靠一己之力,其他幾位則是理論奠基人,越複雜的理論越難以理解,需要的智力貢獻越多,能參與的人也越少,比如基於楊米爾斯場論的標準粒子模型。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?塞先生Sir2019-10-13 11:38:48

這個問題暗設了博大精深的理論就一定獲得諾貝爾獎。所以質疑沒有獲得諾獎的楊米爾斯理論的博大精深,或者質疑諾獎的公正性。

那麼我們來看看另一個更加極端的案例,愛因斯坦的相對論——無論是狹義相對論,還是廣義相對論——都沒有獲得諾貝爾獎。愛因斯坦獲獎的成就是光電效應,為量子力學奠定了基礎,而不是他最博大精深的相對論。

因此,博大精深的理論不一定獲得諾獎,沒什麼奇怪的。諾獎缺失掉一些重大成果,迄今也是最有價值的科學獎項。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?閉眼T憶舊2019-12-14 12:07:16

因為楊振寧在提出這個理論之前已經獲得過諾貝爾物理學獎,但諾貝爾獎有一個規定是,一個人只能在一個領域獲得一次獎,所以就算楊振寧之後發現的這個理論比他之前獲得諾貝爾獎的那個成就更大,但也不能再次獲得諾貝爾物理學獎了

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?仰望星空卻眼高手低2019-05-13 07:29:10

楊米爾斯規範場理論,更多的是數學上的成就,是一個群的規範。這個理論跟很NB,但是這個理論不是標準模型,記住了,楊米爾斯理論跟標準模型不是一回事。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?風的力量wf2019-12-14 10:14:59

諾貝獎兩個獲獎原則,一是隻獎給活著的人,而是隻獎勵證實過的理論,即只獎勵正確。

楊-米爾斯場是框架理論,它誕生的時候只是猜想,後續需要不斷的透過實驗驗證猜想我所以並不是一個“完全被證實”的理論,所以跟相對論一樣,獲得不了諾貝爾獎。

不過,像這種透過“對稱性——理論——實驗驗證”而發現的理論,包括相對論和楊-米爾斯場,以及目前爭議很大超弦理論,都是很顛覆人類認知能力的重要發現,它們的普遍共性是,都是透過數學理論推匯出來的,是框架性的理論,不像之前一些理論透過“實驗資料——歸納公式——引申理論”的方法,所以很多這種框架性理論都需要很長時間來驗證其正確性。比如相對論的驗證,到現在已經100年了,但仍然有很多物理學家在研究驗證。所以,以諾貝爾獎獎勵正確的選擇,這類框架性的理論難以得獎,反倒是驗證這些框架理論中的推論,容易得獎。比如引力波和希格斯玻色子的發現等等。

楊-米爾斯場本身統一了電磁力、弱相互作用力和強相互作用力,論其意義,可以與相對論、麥克斯韋方程組、量子力學相提並論,意義不可謂不大,但是它卻有一個顯著的缺點,就是框架中不包含引力。所以它從一開始就是一個“殘缺”的理論。

物理學家的最終夢想是想有一個大一統的理論,來解釋世界上四種基本作用力,從愛因斯坦開始,無數科學家就在做這件事。愛因斯坦的時代只有電磁力和引力,愛因斯坦努力了幾十年也沒能將它們兩個統一起來。愛因斯坦死後,大型對撞機發現了弱力和強力,楊振寧把電磁力、弱力和強力統一在楊米爾斯場的框架下,引力依然是最難的,愛因斯坦沒能解決的問題,現在依然無解。

目前最火的超弦理論,看起來是最有希望的(也是目前為止唯一的)能夠統一四大作用力的理論。但是,這個理論爭議極大。首先,這個理論也是純數學推匯出來的,但是它無法驗證。要驗證這個理論需要大型對撞機,但是要完全驗證超弦理論,對撞機的長度需要1000萬光年,也就是說人類需要建設一個銀河系那麼長的對撞機才能驗證,根本不可能。既然無法證實,那麼這個理論和宗教神學就沒啥區別了。

目前王貽芳想花200億美金建設的中國大型對撞機,就是想驗證超弦理論中的超對稱粒子,只不過成功的希望只有0。0001%,因為歐洲大型強子對撞機LHC的觀測結果,已經把超對稱粒子發現的空間壓縮到這麼低了,所以楊振寧才說這個專案沒有價值。

總而言之,楊米爾斯場是非常偉大的理論,是人類認識的巨大進步,雖然不符合諾貝爾獎的評選原則,但是不妨礙它的偉大。像相對論、楊米爾斯場、量子力學這種框架理論,即使得不到諾貝爾獎,也是人類認知偉大成就,諾貝獎不能給這些理論頒獎,是諾貝爾獎自身的遺憾。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?艾伯恩2019-05-14 03:11:12

就楊先生目前的成就來看,領諾貝爾獎是諾貝爾獎的榮幸,他並不需要諾貝爾來肯定

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?無法超越的足跡2019-06-26 17:52:27

很多人都在評論楊振寧的理論內容如何如何 ,當然每個人都有質疑的權利,畢竟一個東西提出來,那就要讓人去理解和發表不同看法,以及提出不同的意見,畢竟理論的提出來就是為了證明一些東西的,但是在證明出來之前,任何理論都有質疑的空間,只要你有那個質疑的能力和道理,需要真才實學去用不同的理論去看待,而不是說一些沒有用的話。

任何東西的質疑和反駁都要有足夠的證據和說服力才行,而網上出現一些人去評論和質疑一個世界其他有名物理學家都承認的理論,感覺讓人非常的搞笑,一個能作為未來物理學發展方向的框架理論,在網上的一些人眼中竟然不算什麼,這是多麼厲害的人才會這樣的認為。

楊振寧在物理界上的地位業內人士沒有人會質疑,而質疑他成就最多的就是我們國內網上的一些人,不知道這是什麼原因導致的,一個偉大的物理學家在世界上其他地方獲得尊重,但是在國內卻被一些人瞧不起被質疑被噴,這個反常的現象表現出來了當前的特殊現象,關鍵是噴的這些人什麼成就都沒有,不知道哪裡來的底氣,要反駁應該拿出反駁的成就出來,而不是一頓瞎說。

楊振寧在1957年獲得諾貝爾獎,但是他的最高成就並不是因為這個諾貝爾獎獲得的理論和發現,世界上他的知名度都是建立在楊—米爾斯理論,但是獲得諾貝爾獎的並不是他的這個理論,只是為什麼呢,正常來說他的這個理重要性高於宇宙不守恆定律才對,畢竟這是物理界公認的。

為什麼他的這個更重要的物理理論沒有獲得諾貝爾獎呢?其實是因為有規定一個人不能同時重複在一個領域獲得兩次諾貝爾獎,也就是說在一個領域獲得過諾貝爾獎後,以後就算在同一個領域獲得更高成就也不能再次獲得諾貝爾獎,一個人可以獲得多個諾貝爾獎,前提是你有那個能力,再者就是要在不同的領域。

再者諾貝爾獎獲得條件是在某一個領域有巨大發現和做出巨大貢獻,楊振寧的理論在他獲得諾貝爾獎之前沒有完成,也沒有獲得理論性的證明,直到獲獎以後不久他這個定律才初步完善,這個時候已經錯過了機會,至於這些理論對與錯,有多厲害,這個我們是外行人,沒辦法去對這些專業的東西進行評論,只是從基礎性的方面來說他這個理論框架基礎遠遠比那些利用基礎獲得突破的強,畢竟萬丈高樓平地起,基礎打好才能建高樓,沒有基礎那只是空中樓閣,任何的高科技都是從最基礎的數學物理理論上建立起來的,構建基礎框架的難度遠遠高於其他,這也是為什麼他獲得世界物理界認可的地位的原因,也只有我們國內的一些網上的人認為是過度吹捧了,而世界上的科學家物理學家都認可他的地位,真是非常有意思的現象。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?京都老客411182019-12-14 07:35:27

這個你就難住我了,諾貝爾獎是全球科技第一大獎,評講有著很複雜的程式。包括提名、投票等。豈是我們能猜測出來的?所以,這不是我們可以猜測的,也沒有看到這方面的報道。更何況這是物理學界的理論,非物理學界也很難搞明白什麼是楊—米爾斯場論。所以,這個回答不了。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?無限熱寂2019-12-19 08:14:12

那只是個未經證明理論,楊米方程已經不是物理學家能夠解決的了,即使目前的數學界,也沒人能解釋這個問題

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?feng733245172019-05-12 20:24:39

愛因斯坦的相對論難道拿了諾貝爾獎?老愛也是憑小專案光電效應拿諾貝爾的。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?李江林881573412019-05-13 07:32:41

諾貝爾不獎純理論,只獎有實驗驗證的理論

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?靈遁者國學智慧2020-04-02 16:28:24

導讀:自然界有四大基本作用力:強力、弱力、電磁力,科學家知道它們的作用效果,但是如何從本質上去詮釋它們呢?這就需要粒子物理標準模型了,簡單的說這個模型就是從本質上去詮釋這四種相互作用力(引力目前除外)。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

對於物質的基本組成大多數人瞭解的就是分子,再細一點就是原子或者是質子、中子。而組成中子、質子一類的還有更基本的粒子,這些粒子也屬於標準模型中的組成了。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

62種基本粒子:

一、輕子 (12種){輕子主要參與弱作用,帶電輕子也參與電磁作用,不參與強作用。}

01、電子。 02、正電子(電子的反粒子)

03、μ子。 04、反μ子

05、τ子。 06、反τ子

07、電子中微子。08、反電子中微子

09、μ子中微子。 10、反μ子中微子

11、τ子中微子。 12、反τ子中微子

二、夸克 (Quark,層子、虧子) (6味×3色×正反粒子=36種)

13、紅上夸克。14、反紅上夸克

15、綠上夸克。16、反綠上夸克

17、藍上夸克。18、反藍上夸克

19、紅下夸克。20、反紅下夸克

21、綠下夸克。22、反綠下夸克

23、藍下夸克。24、反藍下夸克

25、紅粲夸克。26、反紅粲夸克

27、綠粲夸克。28、反綠粲夸克

29、藍粲夸克。30、反藍粲夸克

31、紅奇夸克。32、反紅奇夸克

33、綠奇夸克。34、反綠奇夸克

35、藍奇夸克。36、反藍奇夸克

37、紅頂夸克。38、反紅頂夸克

39、綠頂夸克。40、反綠頂夸克

41、藍頂夸克。42、反藍頂夸克

43、紅底夸克。44、反紅底夸克

45、綠底夸克。46、反綠底夸克

47、藍底夸克。48、反藍底夸克

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

三、規範玻色子(規範傳播子) (14種)

49、引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 上夸克-上夸克

50、引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 反上夸克-反上夸克

51、磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) (反)下夸克-(反)下夸克

52、磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) 夸克-反夸克

53、陽電力型膠子 上夸克-下夸克

54、陰電力型膠子 上夸克-下夸克

55、陽電力型膠子 反上夸克-反下夸克

56、陰電力型膠子 反上夸克-反下夸克

57、光子(光量子)

58、引力子(還是一個假設)

59、W+玻色子

60、W-玻色子

61、Z玻色子

62、希格斯玻色子Higgs Boson

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

但細心的朋友會發現,這61種粒子裡面,不包含我們經常見到的粒子。比如中子,質子,聲子,引力子,空穴子等等。為什麼呢?就是我們這一章要講的。

比如說,我們經常聽到“基本粒子”,那麼什麼是基本粒子?基本粒子是指人們認知的構成物質的最小或最基本的單位。即在不改變物質屬性的前提下的最小體積物質。

它是組成各種各樣物體的基礎,且並不會因為小而斷定它不是某種物質。但在夸克理論提出後,人們認識到基本粒子也有複雜的結構,故一般不提“基本粒子”這一說法。舉一個例子,前面的章節我們提到過電子。電子就是基本粒子。但現在有研究認為電子可以再分,即再分為:空穴子,軌道子,自旋子。所以從這個角度講,電子也不是基本粒子。這就是基本粒子的說法,不再嚴謹了。但還是會被經常用到,所以要了解。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

根據作用力的不同,基本粒子分為夸克、輕子和傳播子三大類。在量子場論的理論框架下,這些基本粒子作為點粒子來處理。

粒子可以從不同角度去區別和研究:

大小:基本粒子要比原子、分子小得多,現有最高倍的電子顯微鏡也不能觀察到。質子、中子的大小,只有原子的十萬分之一。而輕子和夸克的尺寸更小,還不到質子、中子的萬分之一。

質量:粒子的質量是粒子的另外一個主要特徵量。按照粒子物理的規範理論,所有規範粒子的質量為零。而規範不變性以某種方式被破壞了,使夸克、輕子、中間玻色子獲得質量,即透過希格斯場,希格斯粒子獲得質量。現有的粒子質量範圍很大。光子、膠子是無質量的,引力子也被預言為無質量的。電子質量很小,質量為9。10953×10-28克,π介子質量為電子質量的280倍;質子、中子都很重,接近電子質量的2000倍,已知最重的粒子是頂夸克。己發現的六種夸克,從下夸克到頂夸克,質量從輕到重。中微子的質量非常小,己測得的電子中微子的質量為電子質量的七萬分之一。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

壽命:粒子的壽命是粒子的第三個主要特徵量。電子、質子、中微子是穩定的,稱為 “長壽命”粒子;而其他絕大多數的粒子是不穩定的,即可以衰變。一個自由的中子會衰變成一個質子、一個電子和一箇中微子; 一個π介子衰變成一個μ子和一箇中微子。粒子的壽命以強度衰減到一半的時間來定義。

衰變有3種:α衰變、β衰變、γ衰變。質子是最穩定的粒子,理論認為質子壽命大於10的33次方年。各位,這個數字其實比目前理論的宇宙年齡都大。

所有的基本粒子都是共振態,共振態的發現其實已經揭開了基本粒子的秘密,即所有的基本粒子都是共振態.共振態分二類,一類是不穩定的,如強子類;另一類是穩定的,如電子,中子等,它門不容易發生自發衰變。不存在絕對穩定的基本粒子,如電子在一定的條件下也會堙滅(與正電子相遇時)。產生基本粒子的外因是物質波的交匯,交匯處形成波包.內因是交匯處發生了共振,客觀表現為共振態--即基本粒子的產生。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

但隨著人們對於粒子物理規律認識的深入,共振態的觀念已經變化。為避免不必要的含混,粒子物理學中把粒子分為兩類:穩定粒子和共振態。凡是不能透過強相互作用衰變的粒子稱為穩定粒子;凡是可透過強相互作用衰變的粒子稱為共振態。按這個理解,共振態一定是強子,可和穩定粒子中的強子屬同一層次。共振態和穩定粒子的區分在於衰變的相互作用機制不同,而不應簡單地歸於壽命的長短。

對稱性:粒子與粒子之間具有對稱性。有一種粒子,必存在一種反粒子。1932年科學家發現了一個與電子質量相同但帶一個正電荷的粒子,稱為正電子;後來又發現了一個帶負電、質量與質子完全相同的粒子,稱為反質子;隨後各種反夸克和反輕子也相繼被發現。

一對正、反粒子相碰可以湮滅,變成攜帶能量的光子,即粒子質量轉變為能量;反之,兩個高能粒子碰撞時有可能產生一對新的正、反粒子,即能量也可以轉變成具有質量的粒子。

1932年,狄拉克關於正電子存在的預言被證實,1936年安德森因此獲得諾貝爾物理學獎。1955年塞格雷和錢伯林利用高能加速器發現了反質子,他們因此獲1959年物理獎。第二年又有人發現了反質子。1959年王淦昌等人發現了反西格瑪負超子。這些都為反物質的存在提供了證據。萊因斯等利用大型反應堆,經過3年的努力,終於在1956年直接探測到鈾裂變過程中所產生的反中微子。他因此獲 1995年物理學獎。總之每一種粒子,都有它的反粒子。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

自旋:粒子還有另一種屬性—自旋。自旋為半整數的粒子稱為費米子,為整數的稱為玻色子。首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 與 Samuel Goudsmit 三人所為。然而爾後在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,是故物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種內在性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。

雙重屬性:微觀世界的粒子具有雙重屬性粒子性和波動性。描述粒子的粒子性和波動性的雙重屬性,以及粒子的產生和消滅過程的基本理論是量子場論。量子場論和規範理論十分成功地描述了粒子及其相互作用。

所以來說說他們的種類:

強子:強子就是所有參與強力作用的粒子的總稱。它們由夸克組成,已發現的夸克有六種,它們是:頂夸克、上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克和底夸克。其中理論預言頂夸克的存在,2007年1月30日發現於美國費米實驗室。現有粒子中絕大部分是強子,質子、中子、π介子等都屬於強子。另外還發現反物質,有著名的反夸克,現已被發現且正在研究其利用方法。奇怪的是夸克中有些竟然比質子還重,這一問題還有待研究。

輕子:輕子就是隻參與弱力、電磁力和引力作用,而不參與強相互作用的粒子的總稱。與玻色子和夸克不同。所有已知帶電輕子都可帶有一正電荷或一負電荷,似乎他們是粒子還是反粒子。

所有中微子和它們的反粒子都是電中性的。輕子共有六種,包括電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。電子、μ子(渺子)、τ子(陶子,重輕子)三種帶一個單位負電荷的粒子,分別以e-、μ-、τ-表示,以及它們分別對應的電子中微子、μ子中微子、τ子中微子三種不帶電的中微子,分別以ve、νμ、ντ表示。加上以上六種粒子各自的反粒子,共計12種輕子。(所有的中微子都不帶電,且所有的中微子都存在反粒子)。τ子是1975年發現的重要粒子,不參與強作用,屬於輕子,但是它的質量很重,是電子的3600倍,質子的1。8倍,因此又叫重輕子。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

傳播子:傳播子也屬於基本粒子。傳遞強作用的膠子共有8種,1979年在三噴注現象中被間接發現,它們可以組成膠子球,由於色禁閉現象,至今無法直接觀測到。光子傳遞電磁相互作用,而傳遞弱作用的W+,W-和Z0,膠子則傳遞強相互作用。重向量玻色子是1983年發現的,非常重,是質子的80一90倍。

費米子:基本費米子分為 2 類。夸克和輕子

實驗顯示共存在6種夸克(quark),和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3“代”。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

另外值得指出的是,他們之所以未能被早期的科學家發現,原因是夸克決不會單獨存在(頂夸克例外,但是頂夸克太重了而衰變又太快,早期的實驗無法制造)。他們總是成對的構成介子,或者3個一起構成質子和中子這一類的重子。這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。

輕子,共存在6種輕子(lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:

第一代:e(電子) (電中微子)

第二代:(μ子) (μ中微子)

第三代:(τ子) (τ中微子)

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

摘自

玻色子(英語:boson) 是依隨玻色-愛因斯坦統計,自旋為整數的粒子。

這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為“規範玻色子”,是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。

自然界一共存在四種相互作用,因此也可以把規範玻色子分成四類。

引力相互作用:引力子(graviton)

電磁相互作用:光子(photon)

弱相互作用(使原子衰變的相互作用):W 及 Z 玻色子,共有3種。

強相互作用(夸克之間的相互作用):膠子(gluon)。

所以光子和膠子也被稱為媒介子。倘若發現引力子,也會被歸為媒介子。

粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用,稱為“弱電相互作用”。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量(普朗克尺度)時很可能這四種相互作用全都是統一的,這種理論稱為“大統一理論”。但是因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低,所以很難驗證而大統一理論主要的發展方向是超弦理論。

膠子是強相互作用的媒介子,帶有色與反色並由於色緊閉而從未被探測器觀察到過。不過,像單個的夸克一樣,它們產生強子噴注。在高能態環境下電子與正電子的湮沒有時產生三個噴注:一個夸克,一個反夸克和一個膠子是最先證明膠子存在的證據希格斯粒子。

希格斯粒子(Higgs)粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大,但加速器能量還無法達到,而理論的計算也比較困難。物理學家們於2012年7月發現了希格斯粒子。

標準模型預言存在一種中性希格斯粒子:H。但是也有很多科學家提出其他的可能性。

基本粒子的結構、相互作用和運動轉化規律的理論,它的理論體系就是量子場論。按照量子場論的觀點,每一型別的粒子都由相應的量子場描述,粒子之間的相互作用就是這些量子場之間的耦合,而這種相互作用是由規範場量子傳遞的。

20世紀30年代以來,基本粒子理論在實驗的基礎上有了很大進展。在粒子結構方面,人們已經透過對稱性的研究深入到了一個層次,肯定了強子是由層子和反層子組成的,對真空特別是對真空自發破缺也有了新的認識。在相互作用方面,發展了可描述電磁相互作用的量子電動力學,發展了能統一描述弱相互作用和電磁相互作用的弱電統一理論,可用於描述強相互作用的量子色動力學。它們無一例外都是量子規範場理論,並且都在很大程度上與實驗一致,從而使人們對各種相互作用的規律性有了更深一層的瞭解。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

基本粒子理論在本質上是一個發展中的理論,它在許多方面還不能令人滿意。其中有兩個具有哲學意義的理論問題尚待澄清,即:層次結構問題(見物質結構層次)和相互作用統一問題(見相互作用的統一理論)。

在物質結構的原子層次上,可以把原子中的電子和原子核分割開來;在原子核層次上,也可以把組成原子核的質子和中子從原子核中分割出來。可是進入到“基本粒子”層次後,情況有了變化。這種變化在於強子雖然是由帶“色”的層子和反層子組成的,但卻不能把層子或反層子從強子中分割出來。這種現象被稱為“色”禁閉。於是,在“基本粒子”層次,物質可分的概念增添了新的內容。可分並不等於可分割,強子以層子和反層子作為組分,但卻不能從強子中分割出層子和反層子。“色”禁閉現象的原因至今還未能從理論上找到明確答案。80年代已知的層子、反層子已達36種,輕子、反輕子已達12種,再加上作為力的傳遞者的規範場粒子以及 Higgs粒子,總數已很多,這就使人們去設想這些粒子的結構。物理學家們對此已經給出許多理論模型,但各模型之間差別很大,還很難由實驗驗證和判斷究竟哪個模型正確。

基本粒子的概念也在隨著物理學的發展而不斷的變化著,人們的認識也在朝著揭示微觀世界的更深層次不斷地深入。

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?

摘自獨立學者,科普作家,藝術家靈遁者書籍《見微知著》

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?李子2021-04-30 00:27:20

因為在當時沒有幾個人能弄懂,若貝爾獎只頒給很確切的科學成就!

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?夏雨福之子2019-05-11 21:42:04

老楊已經是宇宙第1人了。[我想靜靜][我想靜靜][我想靜靜]

楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”,為什麼沒有獲得諾貝爾獎?天山我才2020-01-04 13:22:03

《宇宙物理體系》簡介: 它全文9萬字,歷時6年完工。它對舊物理基礎概念定義作了一次全面檢查維修及重建。它以尋找物質基本性質即物性為突破口重建物理學。它增加了若干新的基礎概念定義。它完成了對宇宙大自然最基本最重要最普遍物象進行逐一解釋,且邏輯自洽。