| 词条 | 高能物理 |
| 释义 | § 简介 高能物理学 高能物理又称粒子物理，是研究构成物质和辐射的组元及其相互作用的的学科，是物理学的一个分支。 粒子物理的基本内容和动力学已归纳成一个称为“标准模型”的理论，因此，粒子物理主要研究“标准模型”的粒子及其可能的扩展。 § 发展简史 粒子物理 物质由基本粒子所组成的想法最少可追朔到公元6世纪原子学说的哲学教义和基本粒子的性质。古希腊哲学家如，刘基伯、德谟克利特，古印度哲学家卡纳大（Kanada），中世纪科学家海桑、亚维森纳，早期物理学家皮埃尔和牛顿等。早期的这些物质由基本粒子组成的想法是基于哲学的抽象理由，而不是来自实验和观察。次原子粒子内部结构模型图 19世纪约翰·道尔顿由他的化学计算法得出结论，自然的每一基本元素是由单一相同的粒子组成。相信这是自然的基本粒子，并把它称为原子（希腊语，意为不可分）。 20世纪，物理学家发现，原子不是自然的最基本粒子；而有比原子更小的粒子，如电子等。 1950和1960年代，在散射实验中发现了各种粒子，称为“粒子Z00”， 但到1970年代形成粒子的“标准模型”后，认为，所发现的这些粒子中有些是由少数基本粒子所组成。 次原子 现代粒子物理集中研究次原子，包括原子的组元，如，电子，质子和中子。质子和中子是由夸克构成的重子组成的粒子。由辐射过程而产生的粒子，如光子、中微子和介子及宽广的外来粒子。从经典力学来对粒子描述有时是用词不当，因为粒子物理动力学的主导是量子力学。因此，它具有波-粒二重性： 在某些实验条件下，它现粒子性；在另外条件下呈波动性。它们由希尔伯特用量子力学描述，也用量子场论来处理。按粒子物理的习惯，基本粒子是指电子和光子，这些粒子也有波动性。胶子,W+, W-, Z0弱玻色子之结构模型图 到现在为止所观察到的粒子都可用名叫标准模型的量子场论所描述。标准模型有17种基本粒子、12或24种费米子（包括反粒子）、4种向量波色子和一种标量波色子。这些基本粒子可组合成复合粒子（自1960年以来，发现了上百种其它粒子），标准模型和至今的实验结果几乎全部相符。但大多数粒子物理学家相信，它是自然的一个不完美描述，要等待一个更完美的理论。近年（截至2011年）来中微子的测量已提供第一个偏离标准模型的实验。 标准模型 最近（截至2011年）基本粒子是按标准模型分类的；模型用测量波色（gauge Bosons）描述强，弱，电磁相互作用。测量波色的核素是胶子，W负和正以及Z波色。这模型还包括24种物质组元的基本粒子。最后，它预言一种称为希格斯波色子的存在，但致今（截至2011年）尚没发现。 § 研究方向 希格斯玻色子之-结构模型图 可积量子场论，统计格点模型，超弦与M理论，QCD，大统一理论； 超对称弱电统一理论和标准模型唯象，重味物理与CP不守恒； 量子色动力学的微扰和非微扰理论，中微子物理； B与D介子物理； 费米子味混合与CP破坏及新物理现象学； 夸克物理，Higgs物理，超对称模型，弱电和QCD手征对称性相变； 北京谱仪（BES）新物理，暗物质，宇宙弦及暴涨宇宙学 § 相关实验室 12種费米子 欧洲核子研究中心位于法国和瑞士边境日内瓦附近，其主要仪器有大型正负电子对撞机（2001年停用，现已拆除）、超级质子同步加速器和正在建造中的大型强子对撞器(2008年建成)。 德国电子同步加速器研究所位于德国汉堡，其主要设备是强子电子环设备(HERA)，可用电子和正电子与质子相撞。 斯坦福直线加速器中心(SLAC)位于美国帕洛阿图附近，其主要设备是PEP-II，用来碰撞电子和正电子。 费米实验室(FNAL)位于美国芝加哥附近，其主要设备是太伏质子加速器(Tevatron)，碰撞质子与反质子。 布鲁克海文国家实验室位于美国长岛，其主要设备是相对论重离子对撞机，用来使重离子如金离子与质子相撞。 布德克核子物理研究所位于俄罗斯新西伯利亚。 高能加速器研究机构位于日本筑波，拥有一个测试中微子振荡的K2K和测试正反B介子违反电荷宇称(CP)守恒性的B介子工厂: Belle。 大亚湾反应堆中微子实验工程位于中国大亚湾核电站北侧，主要物理目标是利用核反应堆产生的反中微子来测量中微子混合角θ13，该项目由中科院高能物理研究所主持。 |
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