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试析盖尔曼—博学多才特立独行的物理学家

时间:2018-01-10 论文范文 我要投稿

  论文关键词:盖尔曼 奇异量子数 八重法 夸竟模型

  论文摘要:本文就盖尔曼的成长历程、生平业绩、非凡的直觉以及独特的科研风格作一简要介绍.旨在纪念“夸克模型”创立40周年,籍以弘扬盖尔曼精湛的科学方法和伟大的科学精神.

  默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann, 1929-)因对基本粒子的分类及其相互作用方面的卓越贡献,特别是他提出的“夸克”粒子模型,开辟了人类对物质结构认识的新纪元,从而使他荣膺了1969年度诺贝尔物理学奖,成为粒子物理学界一名当之无愧的顶尖人物.甚至有人誉他为爱因斯坦的继承人之一现就他的成长历程、探索足迹与显赫的成果,以及他敏锐的直觉、与众不同的科研风格作一简要的论述.

  1出身于书香门第的科学大师

1929年9月15日,盖尔曼出生于纽约的一个教授家庭.在父亲和哥哥的培养和影响下,盖尔曼的兴趣非常广泛.除了终生酷爱语言学、自然历史和数学外,他还爱好音乐和娱乐,喜欢滑雪,登山旅行;对待生活他敢于冒险和挑战;特别值得一提的是他还是一个痴迷的鸟类观察者,曾漫游大半个世界去寻找研究观察了数百种鸟类.

盖尔曼从小就显示出超人的智慧,常被人们称为奇才.在他只有8岁时,就获得过一笔奖学金,以优异的成绩从一家地方公立学校升人纽约的一所高级学校.盖尔曼19岁就毕业于耶鲁大学,1951年在麻省理工学院获哲学博士学位,并成为普林斯顿大学高级研究院的科研人员.1953年到芝加哥大学任讲师,加人了以费米(EnricoFermi )为核心的研究集体之中.1955年他受聘于加州理工学院,任理论物理学副教授,一年后晋升正教授.因此,盖尔曼是位很早就显露头角的科学家.

  2新的量子数—奇异数的引入

对奇异量子数的研究是盖尔曼的主要贡献之一在20世纪40年代末50年代初,研究人员在宇宙线和大型加速器实验中发现了一批具有新奇特性而当时又无法解释的粒子.为了揭示这些粒子的奇特性一一产生快(10- 2` s)、衰变慢(10),并总是协同产生,非协同衰变.盖尔曼和日本的西岛和彦分别于1953年和1955年各自独立地提出了奇异量子数的概念,并创立了解释上述粒子奇异性的盖尔曼一西岛法则.奇异数方案指出,不同的粒子具有不同的奇异数S.指定K介子S=l;n,超子的s=一1;u超子的s=一2 ; SZ超子的S=一3,反粒子与相应粒子的奇异数符号相反,光子、n介子和核子的S=0,轻子没有奇异数.盖尔曼指出,在强相互作用中,奇异数是守恒的.即凡是能够实现的强作用过程,反应前后奇异数的代数和是不变的.这就解释了为什么奇异粒子的衰变不能由强作用引起以及非奇异粒子的碰撞中奇异粒子为什么会成对产生.盖尔曼还证明了在电磁相互作用中奇异数也是守恒的,而在弱相互作用中奇异数不守恒.

奇异数方案的提出,标志着粒子物理学发展的一个新阶段.它为介子、核子和超子的分类提供了一个重要的规则.它不仅成功地解释了奇异粒子的行为,而且预言了一些后来陆续为实验所证实的新的奇异粒子(如彭超子)的存在.奇异数守恒定律已成为粒子物理学中的一个基本定律.

  3优美简洁的八重法理论的创立

  1961年在奇异数守恒定律的基础上,盖尔曼又提出了SU

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