高能物理(如何评价杨振宁关于高能物理已到末路的言论)
资讯
2024-03-18
287
1. 高能物理,如何评价杨振宁关于高能物理已到末路的言论?
需要特别强调的是:杨振宁说的不是高能物理已经到了末路,而是通过的粒子对撞机研究高能物理盛宴已过。
那么事实真的如此吗?大众可能对高能物理有点陌生。但是当我说到原子核内部的中子、质子以及夸克时,想必大家就再熟悉不过了。
研究比原子还小的亚原子粒子的结构以及相互作用就是粒子物理学。
粒子物理学其实就是高能物理,用到的理论就是量子力学。
为什么粒子物理学就是高能物理呢?
其实一开始粒子物理学和高能也不搭边。粒子物理学研究的比原子还小的粒子,比如电子,光子,中微子。
要研究这些粒子首先就需要研究工具。
比如电子那么小,我要研究它,首先就需要用工具操作电子,还需要观察到它的行为,方便记录数据。
所以一开始人们就用放大法研究电子的运动。说白了就是把微观粒子的行为放大到宏观尺度下才能观察出来。
比如威尔逊发明的云室。当电子穿过云室时,电子会与云室内的混合物相互作用,将其中的一些原子电离,而电离后的离子会成为云室内的过饱和蒸汽的凝结核,从而在微观带电粒子运行的轨迹周围形成雾气,进而可以被肉眼观测到。
但是这些都是最基本的一些操作,要想了解电子更多的性质就需要把它加速起来。
比如一开始用磁场环形加速器,不过粒子被加速的越快,相对论效应越明显,而且还会同步辐射出去一部分能量。
所以就需要更大能量的加速器抵消加速过程中的辐射能量。
为了解决加速过程的辐射问题,科学家还研究了直线加速器。虽然这种加速模式不会产生辐射而消耗能量,但是只能一次加速,所以必须要把直线加速器建的很长很长。这种模式在效益转化上很低,所以并不是主流模式。
随后,人类发现的微观粒子越来越多,包括各种基本粒子以及它们的复合粒子。
其实科学家知道,微观粒子是可以相互转化的,微观粒子之间的碰撞会产生新的粒子。
虽然知道微观粒子都是可以相互转化的,但某些粒子如何获得质量却是未解之谜。其中希格斯提出的希格斯机制就是解决这一问题的不二之选。
所以科学家迫切需要寻找到验证希格斯机制的希格斯粒子。
而这种粒子的人工产生依靠环形加速器和直线加速器都不靠谱。
所以就需要建造大型强子对撞机,用粒子撞粒子,在撞击的过程会生成需要新粒子,其中就很有可能有理论预言的希格斯粒子。
除了用粒子对撞机研究希格斯粒子,所有的基本粒子都可以用对撞机研究,比如基本粒子如何相互作用,它们的性质如何,都需要用对撞机研究。
所以这时候研究粒子的物理学已经变成了用高能量轰击粒子和让粒子之间对撞的方式。所以粒子物理学也就变成了高能物理
那么,用大型粒子对撞机研究高能物理是否已经到了尽头其实这样的话题是开放性的,我昨天看了中科院高能所发表的一遍文章,撰文是陈缮真博士,他来自意大利核物理研究院。
他表示:在没有找到更好的方式研究微观粒子的情况下,大型粒子对撞机依旧是研究高能物理最有效的方式。
人类1897年发现电子,1919年发现质子,1932年发现中子和正电子,1937年发现μ子,1947年发现π和K介子,1956年发现电中微子,1974年发现J/ψ粒子,1975年发现τ子,1983年发现W、Z玻色子,1995年发现顶夸克,2012年发现Higgs玻色子,未来则一定还会发现新的东西。
而且人类对微观粒子的研究会越来越深入,靠的就是对撞机。
比如以前通过天文望远镜只能看见冥王星是几个像素点。
但不能说人类对冥王星的研究就终结了,因为我们还不知道它的大气成分,和地质结构,质量等等信息。
所以发射航天器研究冥王星后会得到更深入的信息。
现在对高能物理的研究也还有很多细节未被发现,就和研究冥王星从几个像素点到高清照片的过渡一样。
高能物理的发展依旧需要对撞机。
2. 从弦论等目前已有超高能物理理论来看?
真不懂题主乱七八糟地说的是啥。马约朗纳费米子和弦论扯在一起也是没谁了。而且就算中微子是马约朗纳费米子,充其量不过是狄拉克方程的第三种表象被证实了,对理论物理本身没多大影响。这就是为什么前段时间实验上发现了马约朗纳型准费米子,并没有对理论物理有多少影响的原因。这么说吧,实验即便观测到了马约朗纳型费米子,对于高能理论物理学者来说,那不过是证明了在他们读研究生的时候学过的、至少是八十年前的理论!算不上什么新物理,只有对非高能物理的人来说算是新的。
马约朗纳表象说的是用一组实数来描述费米子场,这和狄拉克表象、外尔表象同为狄拉克场的三种表象(或者说是表示)。马约朗纳型费米子是正反粒子同体的,这就意味着只有不带电荷的费米子才有可能是马约拉纳费米子。对于理论物理来说,中微子是不带电的费米子,因此我们相信中微子有可能是马约拉纳费米子。但是这种相信没有直接证据,因为中微子也可以是外尔型费米子(现在来看这种可能性为零,因为中微子存在中微子震颤,因此其质量不为零,但是由于其质量太小了,可以近似用该表象来研究中微子)也可以是有质量的狄拉克费米子(目前没有找到的右旋中微子据说其质量是十分巨大的)。
但即便如此,中微子的很多性质依然没有解开。所谓的新物理,也不是仅仅局限于中微子,它包括的东西很多。一个中微子到底是否需要新物理,这都是未知之数。不要没事就犯科学革命综合征!有时候新物理说不定问题更大,比如说弦理论。目前的弦理论是自身能解决的问题数量恰好等于它带来的问题数量。其中最严重的困难是弦理论紧致化问题——除非证明我们的世界是高维的而且是十维或十一维的(玻色弦也就是二十六维的那个弦理论存在不自洽的困难)。
用我一个同学的同学说的话作为总结:过去四十年时间里,超出粒子物理标准模型和广义相对论的物理理论,基本上没有任何进展。新物理很有可能是物理学家犯科学革命综合征时候的梦呓!
3. n1是最外层轨道还是最内层轨道啊?
n=1级轨道是最内层轨道,若把原子核和电子当成质心,此时电子势能最小,处于最低能级。能级越高,势能越大。电子从高能级到低能级跃迁产生的光能量越大。
4. 物理分数不高能报物理必选专业吗?
物理分数不高,是可以报物理必选专业的。分数不高不代表一点都不会,所以说学习物理必选专业的话,难度也不会很大,但是需要你更加努力的去学习这些知识,然后进行消化,最终掌握住这,这个专业才能够取得更好的成绩,达到相应的学分绩点。
5. 理论物理专业就业前景如何?
就业前景非常好。
首先物理学专业从业方向有初中教师、考研、科研人员、公务员、大学教师、软件工程师、高中教师、事业单位人员等。物理学专业毕业主要在高校、国防部门、科研机构等从事教学研究及相关科研管理工作。
物理学的毕业生就业范围很广,毕业可以进入到以物理为基础的学科领域,如信息、能源、航天、军工、材料、交通、经济、生命科学等。
希望对你有帮助。
6. 高能物理有磁吗?
是的,高能物理中也涉及磁性现象。磁场在粒子束的加速和聚焦过程中起着重要作用,例如在粒子加速器中使用磁铁来产生强大的磁场以加速带电粒子。此外,磁性材料也用于制造用于探测粒子的磁谱仪和磁场探测器。因此,磁性现象在高能物理实验和研究中是不可或缺的。
7. 为什么诺奖得主丁肇中明确支持中国大型对撞机事业?
2012年,科学家们在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上发现了希格斯粒子,这是粒子物理标准模型中的最后一块拼图。希格斯粒子虽已被发现,但仍然有不少问题有待解决。那时就有中国要不要建造超大型对撞机的讨论。之后丘成桐、杨振宁、王贻芳等科学家关于中国要不要建造超大型对撞机的争论引发了社会关注,公众才有机会欣赏到顶级科学家的学术争论。
对撞机是一种能够对正负电子或正反质子进行加速的粒子加速器,正反粒子被加速到很高的能量后迎头相撞,对碰撞进行分析能够有助于科学家认识物质的最基本组成。一般而言,对撞机的半径越大就能够将粒子加速到更高的能量。上图是几个加速器的大小对比图,最小的那个红色圆圈BEPC代表北京正负电子对撞机,绿色圆圈LHC是欧洲核子研究中心的周长达27千米的大型强子对撞机,红色虚线所代表的就是讨论的中国要不要建造的超大型对撞机。
关于要不要建造对撞机,公众比较熟知的是杨振宁对此持反对意见。支持建造对撞机的,丘成桐和王贻芳是代表人物。最近,著名实验物理学家丁肇中的一番讲话表达了他对要不要建造对撞机的立场。11月7日,丁肇中参加中科院前沿科学国际战略研讨会时,在演讲要结束的时候主动将话题转到对撞机上。丁肇中回顾了一些著名科学家反对建造对撞机或不看好物理学的情况,结果那些科学家都被打脸了。丁肇中最后说“所以说大型加速器没有用是很不靠谱的”。
这其实并不是丁肇中第一次表达这样的立场,三年多前杨振宁和王贻芳争的正嗨时,丁肇中也流露出该建的立场,只不过没有引起像关注杨振宁和王贻芳那样的关注度。
丁肇中说对撞机该建,这并不让人意外。丁肇中本身就是一位非常杰出的实验粒子物理学家,他的发现J粒子、胶子的三喷注等实验奠定了他在国际上的地位。值得一提的是,王贻芳是丁肇中的得意门生。
杨振宁反对建造对撞机也不让人意外。杨振宁是理论物理学家,他已至少三十多年不看好粒子物理学了。当初中国建造北京正负电子对撞机时杨振宁也是持反对意见,今天看北京正负电子对撞机所取得的成果,不能不说杨振宁的反对是有理由也是有预见的。
不论是支持建造的丁肇中还是反对建造的杨振宁,他们都是粒子物理学领域中的佼佼者,他们有自己的深入体会以及对粒子物理学走向的独到见解。至于他们孰是孰非,我等达不到他们那样的高度,无法做出评价。即使当今有人能够达到他们那个高度,也不会裁定出谁是谁非。他们各抒己见,本身就是一场很好的学术争论,这样的争论对广大吃瓜群众来说是一次体会科学家思想碰撞的难得盛宴。
本站涵盖的内容、图片、视频等数据系网络收集,部分未能与原作者取得联系。若涉及版权问题,请联系我们删除!联系邮箱:ynstorm@foxmail.com 谢谢支持!
1. 高能物理,如何评价杨振宁关于高能物理已到末路的言论?
需要特别强调的是:杨振宁说的不是高能物理已经到了末路,而是通过的粒子对撞机研究高能物理盛宴已过。
那么事实真的如此吗?大众可能对高能物理有点陌生。但是当我说到原子核内部的中子、质子以及夸克时,想必大家就再熟悉不过了。
研究比原子还小的亚原子粒子的结构以及相互作用就是粒子物理学。
粒子物理学其实就是高能物理,用到的理论就是量子力学。
为什么粒子物理学就是高能物理呢?
其实一开始粒子物理学和高能也不搭边。粒子物理学研究的比原子还小的粒子,比如电子,光子,中微子。
要研究这些粒子首先就需要研究工具。
比如电子那么小,我要研究它,首先就需要用工具操作电子,还需要观察到它的行为,方便记录数据。
所以一开始人们就用放大法研究电子的运动。说白了就是把微观粒子的行为放大到宏观尺度下才能观察出来。
比如威尔逊发明的云室。当电子穿过云室时,电子会与云室内的混合物相互作用,将其中的一些原子电离,而电离后的离子会成为云室内的过饱和蒸汽的凝结核,从而在微观带电粒子运行的轨迹周围形成雾气,进而可以被肉眼观测到。
但是这些都是最基本的一些操作,要想了解电子更多的性质就需要把它加速起来。
比如一开始用磁场环形加速器,不过粒子被加速的越快,相对论效应越明显,而且还会同步辐射出去一部分能量。
所以就需要更大能量的加速器抵消加速过程中的辐射能量。
为了解决加速过程的辐射问题,科学家还研究了直线加速器。虽然这种加速模式不会产生辐射而消耗能量,但是只能一次加速,所以必须要把直线加速器建的很长很长。这种模式在效益转化上很低,所以并不是主流模式。
随后,人类发现的微观粒子越来越多,包括各种基本粒子以及它们的复合粒子。
其实科学家知道,微观粒子是可以相互转化的,微观粒子之间的碰撞会产生新的粒子。
虽然知道微观粒子都是可以相互转化的,但某些粒子如何获得质量却是未解之谜。其中希格斯提出的希格斯机制就是解决这一问题的不二之选。
所以科学家迫切需要寻找到验证希格斯机制的希格斯粒子。
而这种粒子的人工产生依靠环形加速器和直线加速器都不靠谱。
所以就需要建造大型强子对撞机,用粒子撞粒子,在撞击的过程会生成需要新粒子,其中就很有可能有理论预言的希格斯粒子。
除了用粒子对撞机研究希格斯粒子,所有的基本粒子都可以用对撞机研究,比如基本粒子如何相互作用,它们的性质如何,都需要用对撞机研究。
所以这时候研究粒子的物理学已经变成了用高能量轰击粒子和让粒子之间对撞的方式。所以粒子物理学也就变成了高能物理
那么,用大型粒子对撞机研究高能物理是否已经到了尽头其实这样的话题是开放性的,我昨天看了中科院高能所发表的一遍文章,撰文是陈缮真博士,他来自意大利核物理研究院。
他表示:在没有找到更好的方式研究微观粒子的情况下,大型粒子对撞机依旧是研究高能物理最有效的方式。
人类1897年发现电子,1919年发现质子,1932年发现中子和正电子,1937年发现μ子,1947年发现π和K介子,1956年发现电中微子,1974年发现J/ψ粒子,1975年发现τ子,1983年发现W、Z玻色子,1995年发现顶夸克,2012年发现Higgs玻色子,未来则一定还会发现新的东西。
而且人类对微观粒子的研究会越来越深入,靠的就是对撞机。
比如以前通过天文望远镜只能看见冥王星是几个像素点。
但不能说人类对冥王星的研究就终结了,因为我们还不知道它的大气成分,和地质结构,质量等等信息。
所以发射航天器研究冥王星后会得到更深入的信息。
现在对高能物理的研究也还有很多细节未被发现,就和研究冥王星从几个像素点到高清照片的过渡一样。
高能物理的发展依旧需要对撞机。
2. 从弦论等目前已有超高能物理理论来看?
真不懂题主乱七八糟地说的是啥。马约朗纳费米子和弦论扯在一起也是没谁了。而且就算中微子是马约朗纳费米子,充其量不过是狄拉克方程的第三种表象被证实了,对理论物理本身没多大影响。这就是为什么前段时间实验上发现了马约朗纳型准费米子,并没有对理论物理有多少影响的原因。这么说吧,实验即便观测到了马约朗纳型费米子,对于高能理论物理学者来说,那不过是证明了在他们读研究生的时候学过的、至少是八十年前的理论!算不上什么新物理,只有对非高能物理的人来说算是新的。
马约朗纳表象说的是用一组实数来描述费米子场,这和狄拉克表象、外尔表象同为狄拉克场的三种表象(或者说是表示)。马约朗纳型费米子是正反粒子同体的,这就意味着只有不带电荷的费米子才有可能是马约拉纳费米子。对于理论物理来说,中微子是不带电的费米子,因此我们相信中微子有可能是马约拉纳费米子。但是这种相信没有直接证据,因为中微子也可以是外尔型费米子(现在来看这种可能性为零,因为中微子存在中微子震颤,因此其质量不为零,但是由于其质量太小了,可以近似用该表象来研究中微子)也可以是有质量的狄拉克费米子(目前没有找到的右旋中微子据说其质量是十分巨大的)。
但即便如此,中微子的很多性质依然没有解开。所谓的新物理,也不是仅仅局限于中微子,它包括的东西很多。一个中微子到底是否需要新物理,这都是未知之数。不要没事就犯科学革命综合征!有时候新物理说不定问题更大,比如说弦理论。目前的弦理论是自身能解决的问题数量恰好等于它带来的问题数量。其中最严重的困难是弦理论紧致化问题——除非证明我们的世界是高维的而且是十维或十一维的(玻色弦也就是二十六维的那个弦理论存在不自洽的困难)。
用我一个同学的同学说的话作为总结:过去四十年时间里,超出粒子物理标准模型和广义相对论的物理理论,基本上没有任何进展。新物理很有可能是物理学家犯科学革命综合征时候的梦呓!
3. n1是最外层轨道还是最内层轨道啊?
n=1级轨道是最内层轨道,若把原子核和电子当成质心,此时电子势能最小,处于最低能级。能级越高,势能越大。电子从高能级到低能级跃迁产生的光能量越大。
4. 物理分数不高能报物理必选专业吗?
物理分数不高,是可以报物理必选专业的。分数不高不代表一点都不会,所以说学习物理必选专业的话,难度也不会很大,但是需要你更加努力的去学习这些知识,然后进行消化,最终掌握住这,这个专业才能够取得更好的成绩,达到相应的学分绩点。
5. 理论物理专业就业前景如何?
就业前景非常好。
首先物理学专业从业方向有初中教师、考研、科研人员、公务员、大学教师、软件工程师、高中教师、事业单位人员等。物理学专业毕业主要在高校、国防部门、科研机构等从事教学研究及相关科研管理工作。
物理学的毕业生就业范围很广,毕业可以进入到以物理为基础的学科领域,如信息、能源、航天、军工、材料、交通、经济、生命科学等。
希望对你有帮助。
6. 高能物理有磁吗?
是的,高能物理中也涉及磁性现象。磁场在粒子束的加速和聚焦过程中起着重要作用,例如在粒子加速器中使用磁铁来产生强大的磁场以加速带电粒子。此外,磁性材料也用于制造用于探测粒子的磁谱仪和磁场探测器。因此,磁性现象在高能物理实验和研究中是不可或缺的。
7. 为什么诺奖得主丁肇中明确支持中国大型对撞机事业?
2012年,科学家们在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上发现了希格斯粒子,这是粒子物理标准模型中的最后一块拼图。希格斯粒子虽已被发现,但仍然有不少问题有待解决。那时就有中国要不要建造超大型对撞机的讨论。之后丘成桐、杨振宁、王贻芳等科学家关于中国要不要建造超大型对撞机的争论引发了社会关注,公众才有机会欣赏到顶级科学家的学术争论。
对撞机是一种能够对正负电子或正反质子进行加速的粒子加速器,正反粒子被加速到很高的能量后迎头相撞,对碰撞进行分析能够有助于科学家认识物质的最基本组成。一般而言,对撞机的半径越大就能够将粒子加速到更高的能量。上图是几个加速器的大小对比图,最小的那个红色圆圈BEPC代表北京正负电子对撞机,绿色圆圈LHC是欧洲核子研究中心的周长达27千米的大型强子对撞机,红色虚线所代表的就是讨论的中国要不要建造的超大型对撞机。
关于要不要建造对撞机,公众比较熟知的是杨振宁对此持反对意见。支持建造对撞机的,丘成桐和王贻芳是代表人物。最近,著名实验物理学家丁肇中的一番讲话表达了他对要不要建造对撞机的立场。11月7日,丁肇中参加中科院前沿科学国际战略研讨会时,在演讲要结束的时候主动将话题转到对撞机上。丁肇中回顾了一些著名科学家反对建造对撞机或不看好物理学的情况,结果那些科学家都被打脸了。丁肇中最后说“所以说大型加速器没有用是很不靠谱的”。
这其实并不是丁肇中第一次表达这样的立场,三年多前杨振宁和王贻芳争的正嗨时,丁肇中也流露出该建的立场,只不过没有引起像关注杨振宁和王贻芳那样的关注度。
丁肇中说对撞机该建,这并不让人意外。丁肇中本身就是一位非常杰出的实验粒子物理学家,他的发现J粒子、胶子的三喷注等实验奠定了他在国际上的地位。值得一提的是,王贻芳是丁肇中的得意门生。
杨振宁反对建造对撞机也不让人意外。杨振宁是理论物理学家,他已至少三十多年不看好粒子物理学了。当初中国建造北京正负电子对撞机时杨振宁也是持反对意见,今天看北京正负电子对撞机所取得的成果,不能不说杨振宁的反对是有理由也是有预见的。
不论是支持建造的丁肇中还是反对建造的杨振宁,他们都是粒子物理学领域中的佼佼者,他们有自己的深入体会以及对粒子物理学走向的独到见解。至于他们孰是孰非,我等达不到他们那样的高度,无法做出评价。即使当今有人能够达到他们那个高度,也不会裁定出谁是谁非。他们各抒己见,本身就是一场很好的学术争论,这样的争论对广大吃瓜群众来说是一次体会科学家思想碰撞的难得盛宴。
本站涵盖的内容、图片、视频等数据系网络收集,部分未能与原作者取得联系。若涉及版权问题,请联系我们删除!联系邮箱:ynstorm@foxmail.com 谢谢支持!