第二章 物理学
第六节 基本粒子与场论
一、基本粒子的理论研究 中国科技大学近代物理系和基础物理中心的研究人员，对基本粒子进行了深入研究，取得多项重要成果。 周邦融等完成的“基本粒子理论研究”由3篇论文组成：“渐近自由与J／ψ，γ粒子的零点波函数和能级”，“π凝聚”理论研究，“自逆反易矩阵和变换法求本征值”，这是研究物理中一些基本运动方程求本征值的方法。 汪克林等与成都科技大学共同对“真空能带结构等理论”进行研究，结论有3：一是B－S方程是讨论层子模型的主要理论工具，计算出与实验结果相近的类空电磁形状因子。二是证明了Sw ank等人认为不可能有磁单极解的结论不再存在，并初步讨论磁单极解的稳定性问题。三是规范场理论深化了真空的概念，并可以计算真空态的能级，即真空的能带结构。 阮图南、陈晓天与中国科学院高能所共同提出“超核的么正能带结构理论”，从么正对称性出发研究少数重子问题。通过计算，发现这些系统能级位置的系统规律，称为“么正能带”。这样，由一种核子－反核子系统的能带结构可以预言另一种核子－反核子能带结构，理论与实验符合较好。 二、基本粒子的实验研究 1980年，中国科技大学多丝正比室研制组杨衍明等完成“大型多丝正比室及其计算机实时数据处理系统”研制工作。面积为500×1500平方毫米能分辨多事例的大型多丝正比室，用计算机做实时数据处理，把纪录到的事例编号及座标点打印出来。研究中解决了丝信号信／噪比低的技术问题；实时处理系统功能齐全，实时性强，并具有系统检查、功能扩充等特点；其软件也较齐全。 谭伯廉等研制成的“100× 100平方毫米多丝正比室”，对β粒子的探测效率高于99％，能量分辨率为21．7％～25％，位置分辨率为2毫米，输出辐度均匀性优于20％，效率坪坪长达800伏。为保证多丝正比室的制造质量和性能，刘广金等还专门研制了“布丝机及丝的张力测量仪”。 多级雪崩室是70年代末国外刚发展起来的新型探测器，杨保忠等完成“多级雪崩室性能的研究”，在对其工作机制研究的基础上，试制成有效面积为100×100平方毫米的多级雪崩室。 马明义等研制的“软X射线能谱仪”，是为受控热核聚变实验研究而研制的，具有快速测谱和高能量分辨的特点。谱仪采用Johann型晶体衍射结构，以多丝正比室作为探测器件；谱仪配有多种晶体，可测能区2千～8千电子伏（1．5～6埃）。能量分辨≤4．1电子伏（在6400电子伏处），允许最大计数率大约106／秒。 三、场论 中国科技大学阮图南和中国科学院理论物理所周光召等共同提出“陪集空间纯规范场理论”。通过群G在子群H上的诱导表示定义规范场，又通过群G在陪集G／H上的非线性实现定义纯规范场，整个理论在群G上保持定域规范不变。这个理论虽然是非线性的，但是可利用路径积分量子化，在可重整规范下，理论等价于通常杨—M ills规范理论，因此是可重整化的，这就为它的物理应用奠定了理论基础。由陪集纯规范场建立的弱电统一理论和色动力学是非线性的，相应的中间玻色子和胶子自由度减少一半。 中国科技大学阎沐霖、鲍锡明等研究了“关于规范场的正则量子化等理论”。其一是规范场的正则量子化。在协变规范下，以一种统一的方法处理纯杨－M ills场、自发破缺规范场和引力场，把正则量子化和对物理态空间中的么正性要求结合起来，自然地导出了规范补偿项，从而解决了前人的困难，结果和路径积分等方法得到的完全一致，而且还可以避免路径积分方法中Gribov规范不确定性的困难。其二是引力的重整化。提出了一种有挠引力理论，它可能是重整化的，并给出了理论可重整又么正的一系列条件。 中国科技大学朱栋培在“量子规范场理论的结构”研究中，对散射幅中的零方向作了理论分析，从而第一次揭开了非阿贝尔规范场局域结构的第一个特征。这一分析又推广到其它场论系统。首先提出研究规范场的不可交换对称的物理起源问题，并提供了一种可能的解答。 “基本粒子与场论”重要论文简表 表2－2－5   |
