原子核物理學(xué)綜述

1、原子核物理學(xué)簡稱核物理，是20世紀新建的一個物理學(xué)分支。它研究核的結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律；射線束的獲得、探測 和分析技術(shù)；以及同核能、核技術(shù)應(yīng)用有關(guān)的物理問題。它是一門既有深刻理論意義，又有重大實踐意義 的學(xué)科。初期 1896年，A.-H.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性，這是人們第一次觀察到的核變化。通常就把這一重大發(fā)現(xiàn)看成是核物理學(xué)的開端。此后的40多年，人們主要從事放射性衰變規(guī)律和射線性質(zhì)的研究，并且 利用放射性射線對原子核做了初步的探討，這是核物理發(fā)展的初期階段。在這一時期，人們?yōu)榱颂綔y各種射線，鑒別其種類并測定其能量，初步創(chuàng)建了一系列探測方法和測量 儀器。大多數(shù)的探測原理和方法在以后得到了發(fā)展和應(yīng)用，

2、有些基本設(shè)備，如計數(shù)器、電離室等，沿用至今。 探測、記錄射線并測定其性質(zhì)，一直是核物理研究和核技術(shù)應(yīng)用的一個中心環(huán)節(jié)。放射性衰變研究證明了一種元素可以通過a衰變或B衰變而變成另一種元素，推翻了元素不可改變 的觀點，確立了衰變規(guī)律的統(tǒng)計性。統(tǒng)計性是微觀世界物質(zhì)運動的一個重要特點，同經(jīng)典力學(xué)和電磁學(xué)規(guī) 律有原則上的區(qū)別。放射性元素發(fā)射的能量很大的射線，特別是a射線，在當(dāng)時，為探索原子和原子核提供了一種前所 未有的武器。1911年，E盧瑟福等人利用a射線轟擊各種原子，觀測a射線所發(fā)生的偏折，從而確立了原 子的核結(jié)構(gòu),并提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型。這一成就為原子結(jié)構(gòu)的研究奠定了基礎(chǔ),首次提出了原子核這

3、個名詞。此后不久，人們便初步弄清了原子的殼層結(jié)構(gòu)和電子的運動規(guī)律，建立和發(fā)展了描述微觀世界物質(zhì) 運動規(guī)律的量子力學(xué)。1919年，盧瑟福等又發(fā)現(xiàn)用a粒子轟擊氮核會放出質(zhì)子（氫原子的原子核），這是首次用人工實現(xiàn)的 核蛻變（核反應(yīng)）。這一發(fā)現(xiàn)受到許多核物理學(xué)家的重視。用射線轟擊原子核來引起核反應(yīng)的方法逐漸成為 研究原子核的主要手段。在初期的核反應(yīng)研究中，最主要的成果是1932年中子的發(fā)現(xiàn)和1934年人工放 射性核素的合成。原子核是由中子和質(zhì)子組成的。中子的發(fā)現(xiàn)為核結(jié)構(gòu)的研究提供了必要的前提。中子 不帶電荷，不受核電荷的排斥，容易進入原子核而引起核反應(yīng)。因此，中子核反應(yīng)成為研究原子核的重 要手段。在3

4、0年代中，人們還通過對宇宙線的研究發(fā)現(xiàn)了正電子和介子（后來稱為X子,是一種輕子），這些 發(fā)現(xiàn)是粒子物理學(xué)的先河。20年代后期，人們已在探討加速帶電粒子的原理。到30年代初，靜電、直線和回旋等類型的加速器已 具雛形，人們并在高壓倍加器上進行了初步的核反應(yīng)實驗。利用加速器可以獲得束流更強、能量更高和種 類更多的射線束，從而大大擴展了核反應(yīng)的研究工作。此后，加速器逐漸成為研究原子核和應(yīng)用技術(shù)的必 要設(shè)備。在核物理發(fā)展的最初階段人們就注意到它的可能的應(yīng)用，并且很快就發(fā)現(xiàn)了放射性射線對某些疾病的 治療作用。這是它在當(dāng)時就受到社會重視的重要原因。直到今天，核醫(yī)學(xué)仍然是核技術(shù)應(yīng)用的一個重要領(lǐng) 域。大發(fā)展時期

5、40年代前后，核物理進入一個大發(fā)展的階段。1939年，。.哈恩和F.斯特拉斯曼發(fā) 現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。1942年,E.費密建立了第一個鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)堆。這是人類掌握核能源的開端。核能是 發(fā)展?jié)摿艽蟮囊环N能源，利用核能制成的核武器又具有空前的破壞力。為了有效利用核能源和發(fā)展核武 器，需要解決一系列復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問題。核物理和核技術(shù)是其中重要的一環(huán)。在這種形勢下，核物理研究 飛躍發(fā)展，成為國際上競爭十分劇烈的科技領(lǐng)域。這一階段持續(xù)了 30年左右，在此期間粒子加速和探測技 術(shù)得到很大的發(fā)展。在30年代，人們最多只能把質(zhì)子加速到106eV的數(shù)量級，而到70年代，人們已能把質(zhì) 子加速到4X1011eV,并且

6、可以根據(jù)工作需要產(chǎn)生各種能散度特別小、準(zhǔn)直度特別高或者流強特別大的束 流。目前，常用的加速器已投入工業(yè)生產(chǎn)，成千上萬臺加速器在研究所、大學(xué)、工廠和醫(yī)院中運轉(zhuǎn)。40年 代以來，粒子探測技術(shù)也有了很大的發(fā)展。半導(dǎo)體探測器的應(yīng)用大大提高了測定射線能量的分辨率。核電子學(xué)和計算技術(shù)的飛速發(fā)展從根本上改善了獲取和處理實驗數(shù)據(jù)的能力，同時也大大擴展了理論計算 的范圍。所有這一切，開拓了可觀測的核現(xiàn)象的范圍，提高了觀測的精度和理論分析的能力，從而大大促 進了核物理研究和核技術(shù)的應(yīng)用。通過大量的實驗和理論研究，人們對原子核的基本結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律有了較深入的認識?；九辶撕俗樱ㄙ|(zhì)子和中子的統(tǒng)稱）之間的相互作用的各

7、種性質(zhì)，對穩(wěn)定核素或壽命 較長的放射性核素的基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的性質(zhì)已積累了較系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)。并通過理論分析，建立了各種適 用的模型。例如成功地解釋了核的殼層結(jié)構(gòu)的核殼層模型，解釋了原子核的轉(zhuǎn)動振動等集體運動的綜合 模型,解釋了偶偶核某些行為的超導(dǎo)模型，從分析核子運動的某些動力學(xué)對稱性出發(fā)的相互作用玻色子模型 等。直接從量子力學(xué)多體方程式和實際核力出發(fā)的核多體理論也有所發(fā)展，可以計算某些核結(jié)構(gòu)問題。在 N.玻爾于30年代提出的復(fù)合核模型的基礎(chǔ)上，不僅發(fā)展了核反應(yīng)光學(xué)模型和直接核反應(yīng)這種新的反 應(yīng)機制，還逐步發(fā)展了復(fù)合核和直接反應(yīng)之間的預(yù)平衡、門檻態(tài)等機制。此外還開展了高能核反應(yīng)（中 高能核物理）和

8、重離子核反應(yīng)（見重離子核物理）的研究工作。人們通過核反應(yīng)，已經(jīng)人工合成了 17種原子序數(shù)大于92的超鈾元素和上千種新的放射性核素。這種 研究進一步表明元素僅僅是在一定條件下相對穩(wěn)定的物質(zhì)結(jié)構(gòu)單位，并不是永恒不變的。天體物理的研究 表明，核過程是天體演化中起關(guān)鍵作用的過程，核能就是天體能量的主要來源。人們還初步了解到在天體 演化過程中各種原子核的形成和演變的過程。在自然界中，各種元素都有一個發(fā)展變化的過程，都處于永 恒的變化之中。通過高能和超高能射線束和原子核的相互作用，人們發(fā)現(xiàn)了上百種短壽命的粒子，即重工、介子 輕子和各種共振態(tài)粒子。龐大的粒子家族的發(fā)現(xiàn)，把人們對物質(zhì)世界的研究推進到一個新的階

9、段，建立 了一門新的學(xué)科粒子物理學(xué).有時也稱為高能物理學(xué)。在當(dāng)前，這是物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的前沿。這一發(fā)展又 一次證明物質(zhì)不可窮盡性這一辯證唯物主義的光輝論斷。各種高能射線束也是研究原子核的新武器。它們 能提供某些用其他方法不能獲得的關(guān)于核結(jié)構(gòu)的知識。過去，通過對宏觀物體的研究，人們知道物質(zhì)之間有電磁相互作用和萬有引力（引力相互作用） 兩種長程的相互作用；通過對原子核的深入研究，才發(fā)現(xiàn)物質(zhì)之間還有兩種短程的相互作用，即強相互 作用和弱相互作用。在弱作用下宇稱不守恒現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是對傳統(tǒng)的物理學(xué)時空觀的一次重大突破。研 究這四種相互作用的規(guī)律和它們之間可能的聯(lián)系，探索可能存在的新的相互作用，已成為粒子物理

10、學(xué)的一 個重要課題。毫無疑問，核物理研究還將在這一方面作出新的重要的貢獻。核物理的發(fā)展，不斷地為核能裝置的設(shè)計提供日益精確的數(shù)據(jù)，從而提高了核能利用的效率和經(jīng)濟指標(biāo), 并為更大規(guī)模的核能利用準(zhǔn)備了條件。人工制備的各種同位素的應(yīng)用已遍及理工農(nóng)醫(yī)各部門。新的核技術(shù)， 如核磁共振、穆斯堡爾譜學(xué)、晶體的溝道效應(yīng)和阻塞效應(yīng)以及擾動角關(guān)聯(lián)技術(shù)等都迅速得到應(yīng)用。 核技術(shù)的廣泛應(yīng)用已成為現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的標(biāo)志之一。完善和提高 70年代，由于粒子物理逐漸成為一門獨立的學(xué)科,核物理已不再是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的最前沿。核能利用方面也不像過去那樣迫切需要核物理提供未知的數(shù)據(jù)或者研制關(guān)鍵設(shè)備，核物理進入了一 個縱深發(fā)展和廣泛應(yīng)

11、用的新的更成熟的階段。在現(xiàn)階段，粒子加速技術(shù)已有了新的進展。由于重離子加速技術(shù)的發(fā)展，人們已能有效地加速從氫到 鈾所有元素的離子,其能量可達到109電子伏每核子。這就大大擴充了人們變革原子核的手段，使重離子核 物理的研究得到全面發(fā)展。隨著高能物理的發(fā)展，人們已能建造強束流的中高能加速器。這類加速器不僅 能提供直接加速的離子流，還可以提供如n介子、K介子等次級粒子束。這些高能粒子流從另一方面擴充 了人們研究原子核的手段，使高能核物理成為富有生氣的研究方面。加速技術(shù)另一個引人注目的發(fā)展是超導(dǎo) 技術(shù)的引用。從長遠看，超導(dǎo)加速器將大大縮小加速裝置的尺寸，降低造價和運轉(zhuǎn)費用，并且會進一步 提高束流的品質(zhì)

12、。核物理實驗方法和射線探測技術(shù)也有了新的發(fā)展。特別要指出的是，微處理機和數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng) 的改進，對核物理實驗技術(shù)產(chǎn)生了深刻的影響。過去，對一個核過程同時測定幾個參量就感到困難，而現(xiàn) 在，一次記錄幾十個參量已經(jīng)是核物理實驗常見的情況。對有些高能重離子核反應(yīng)實驗，可以讓成千個探 測器同時工作。一次記錄和處理幾千個參量，以便對成千個放出的粒子進行測定和鑒別。另一方面，為了 某種核技術(shù)應(yīng)用而設(shè)計的專用設(shè)備也都附有自動的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而簡化了操作，推廣了使用范圍。從核物理基礎(chǔ)研究看，主要目標(biāo)在兩個方面：通過核現(xiàn)象研究粒子的性質(zhì)和相互作用，特別是核子 間的相互作用；核多體系的運動形態(tài)的研究。在第一個

13、方面，有若干重要問題，如中子的電偶極矩、中微 子的質(zhì)量以及質(zhì)子的壽命等，都要通過低能核物理實驗進行測定，中高能核物理的研究也會提供關(guān)于粒子 間相互作用的重要知識。實際上，只有通過原子核才能研究粒子間相干的或兩體以上的相互作用，例如n介 子凝聚問題。在第二個方面，核多體系是運動形態(tài)很豐富的體系。過去幾十年主要研究了原子核的基態(tài)和 低激發(fā)態(tài)的性質(zhì)以及某些核反應(yīng)機制。目前對于諸如高自旋態(tài)、高激發(fā)態(tài)、大變形態(tài)以及遠離B穩(wěn)定線 的核素等特殊的運動形態(tài)的研究還剛剛開始.就是對于研究得較多的基態(tài)和低激發(fā)態(tài)，實驗知識也很有限， 遠遠小于多體波函數(shù)所能提供的信息。因此也有進一步研究的必要。很明顯，核運動形態(tài)的研

14、究將在相當(dāng) 長的時期內(nèi)占據(jù)著核物理基礎(chǔ)研究的主要部分。核技術(shù)的應(yīng)用核物理研究之所以受到人們的重視，得到社會的大力支持，是和它具有廣泛而重要的應(yīng)用價值密切相關(guān)的。目前，幾乎沒有一個核物理實驗室不在從事核技術(shù)的應(yīng)用研究。有些設(shè)備甚至 主要從事核技術(shù)應(yīng)用工作。下面簡要地敘述核技術(shù)應(yīng)用的若干方面。為核能源的開發(fā)服務(wù)，如提供更精確的核數(shù)據(jù)和探索更有效地利用核能的途徑等。同位素的應(yīng)用。是核技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。同位素示蹤已應(yīng)用于各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。同位素藥劑 應(yīng)用于某些疾病的診斷或治療。同位素儀表在各工業(yè)部門用作生產(chǎn)自動線監(jiān)測或質(zhì)量控制裝置。射線輻照的應(yīng)用。加速器及同位素輻射源已應(yīng)用于工業(yè)的輻照加工、食品的

15、保藏和醫(yī)藥的消毒、輻 照育種、輻照探傷以及放射醫(yī)療等方面。為了研究輻射與物質(zhì)的相互作用以及輻照技術(shù)，已經(jīng)建立了輻射 物理、輻射化學(xué)等邊緣學(xué)科以及輻照工藝等技術(shù)部門。中子束的應(yīng)用。由于中子束在物質(zhì)結(jié)構(gòu)、固體物理、高分子物理等方面的廣泛應(yīng)用，人們建立了專 用的高中子通量的反應(yīng)堆來提供強中子束。中子束也應(yīng)用于輻照、分析、測井及探礦等方面。中子的生物 效應(yīng)是一個重要的研究方向，快中子治癌已取得一定的療效。離子束的應(yīng)用。是越來越受到注意的一個核技術(shù)部門。大量的小加速器是為了提供離子束而設(shè)計的， 離子注入技術(shù)是研究半導(dǎo)體物理和制備半導(dǎo)體器件的重要手段。離子束已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于材料科學(xué)和固 體物理的研究工作。

16、離子束也是用來進行無損、快速、痕量分析的重要手段，特別是質(zhì)子微米束，可用來 對表面進行掃描分析。其精度是其他方法難以比擬的。在原子核物理學(xué)誕生、壯大和鞏固的全過程中，通過核技術(shù)的應(yīng)用，核物理和其他學(xué)科及生產(chǎn)、醫(yī)療、 軍事等部分建立了廣泛的聯(lián)系，取得了有力的支持；核物理基礎(chǔ)研究又為核技術(shù)的應(yīng)用不斷開辟新的途徑。 核基礎(chǔ)研究和核技術(shù)應(yīng)用的需要推進了粒子加速技術(shù)和核物理實驗技術(shù)的發(fā)展；而這兩門技術(shù)的新發(fā)展， 又有力地促進了核物理的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。參考書目盧希庭主編：原子核物理，原子能出版社，北京，1981。放射性and partic2nd,ed., W.A.Benjamin, Reading, Ma

17、ss., London, 1977.放射性原子核自發(fā)地放射出各種射線的現(xiàn)象，如&、8、丫放射性等。1896年，法國科學(xué)家A.-H.貝可勒爾在研究鈾鹽的熒光現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)含鈾物質(zhì)能發(fā)射出穿透力很強的不 可見的射線，使照相底片感光。后來，經(jīng)過人們的多年研究，終于證明它是三種成分組成的：一種是高速 運動的氯原子核粒子束，稱為a射線。它的電離作用大，貫穿本領(lǐng)小，穿不透一張薄紙。另一種是高速 運動的電子束，稱為B射線。它的電離作用較小，貫穿本領(lǐng)較大，但仍穿不透一張薄金屬片。第三種是波 長很短的電磁波，稱為Y射線。它的電離作用最小，貫穿本領(lǐng)最大，可以穿過例如1厘米厚的鉛板。放射性射線的性質(zhì)、發(fā)射機制以及各種

18、科技上的應(yīng)用，一直是原子核物理學(xué)研究的一個重要的方面。放射性的類型放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素 所具有的放射性。它們大多屬于由重元素組成的三個放射系（即釷系、鈾系和鋼系）。人工放射性是指用 核反應(yīng)的辦法所獲得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法國科學(xué)家約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)的（見人工放射性核素）。現(xiàn)在知道，許多天然和人工生產(chǎn)的核素都能自發(fā)地放射出射線。放出的射線類型除&、8、丫以外， 還有正電子、質(zhì)子、中子、中微子等其他粒子。能自發(fā)地放射出射線的核素，稱為放射性核素（以前常 稱為放射性同位素），也叫不穩(wěn)定核素。實驗表明，溫度、壓力、磁場都不能顯著地

19、影響射線的發(fā)射。這 是由于溫度等只能引起核外電子狀態(tài)的變化，而放射現(xiàn)象是由原子核內(nèi)部變化引起的，同核外電子狀態(tài)的 改變關(guān)系很小。除自發(fā)裂變外，放射現(xiàn)象一般與衰變過程有關(guān)，主要同工衰變、B衰變過程有關(guān)。a放射性出現(xiàn)在a衰變過程中。此時，衰變后的剩余核（通常叫子核）與衰變前的原子核（通常叫母 核）相比，原子序數(shù)減少2,質(zhì)量數(shù)減少4a衰變是母核通過強相互作用和隧道效應(yīng)，發(fā)射&粒子而發(fā) 生的。B放射性出現(xiàn)在B衰變過程中。B衰變有三種類型：B+衰變，放出正電子和中微子的B衰變；B -衰變，放出電子和反中微子的B衰變； 軌道電子俘獲，俘獲一個軌道電子并放出一個中微子的過程。 B衰變是通過弱相互作用而發(fā)生的

20、。Y放射性通常和a衰變或B衰變有聯(lián)系。a和B衰變的子核往往處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子核 要放出丫射線而向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷，這叫工躍迂。因此，丫射線的自發(fā)放射一般是伴隨a或B射 線產(chǎn)生的。B衰變所形成的子核,當(dāng)其激發(fā)能足夠高時，有可能放射中子、質(zhì)子或a粒子，甚至可以產(chǎn)生裂變。這 些衰變類型分別叫做B緩發(fā)中子發(fā)射（B -n）、B緩發(fā)質(zhì)子發(fā)射（B -p）、B緩發(fā)a發(fā)射（B - a）和B緩發(fā)裂變（B -f）。自發(fā)裂變是放射現(xiàn)象的另一種類型（見核裂變）。某些重核可以自發(fā)地分裂成兩個質(zhì)量相差不多的原 子核，并放出幾個中子。質(zhì)子放射性也是放射性的一種。例如處于激發(fā)態(tài)的”能自發(fā)地放射出質(zhì)子，其衰變方式如

21、下：5327這是迄今人們惟一知道的不屬于緩發(fā)質(zhì)子的質(zhì)子放射性的例子。衰變規(guī)律放射性原子核的衰變是一個統(tǒng)計過程，所以放射性原子的數(shù)目在衰變時是按指數(shù)規(guī)律 隨時間的增加而減少的，稱為指數(shù)衰減規(guī)律其中No是衰變時間t=0時的放射性核的數(shù)目，N是t時刻的放射性核的數(shù)目，入是衰變常數(shù)，表示放射性 物質(zhì)隨時間衰減快慢的程度。對確定核態(tài)的放射性核素，入是常數(shù)，它也表示單位時間該種原子核的衰 變幾率。放射性活度處于某一特定能態(tài)的放射性核在單位時間的衰變數(shù)一dN/dt,記作A。由指數(shù)衰減規(guī)律可以看到，A = -dN/dt =入N。放射性活度的國際單位是貝可勒爾（Bq）,它定義為每秒一次衰變，與以往放射性活度的常

22、用單位居里（Ci）的關(guān)系是1Ci=3.7X10ioBq。放射性源的放射性活度同其質(zhì)量之比，稱為比活度。測量放射性活度的方法取決于射線的類型、活度的等級等，通常分為絕對測量和相對測量兩大類。絕對測量是用測量裝置直接按照定義進行的測量。在實際應(yīng)用中放射源大多是B或a放射性，活度多數(shù)是 微居里級的，這類放射性活度的絕對測量方法主要有小立體角法、4 n計數(shù)法和符合法等三種。相對測量 是用一個已知活度的標(biāo)準(zhǔn)源與待測樣品在相同條件下進行測量，根據(jù)它們計數(shù)率的比值和標(biāo)準(zhǔn)源的活度即 可算出待測源的活度。半衰期處于某一特定能態(tài)的放射性原子核的數(shù)目或活度衰減到原來大小的一半所需的時間，通常用符號T4表示。平均壽命

23、指處于某一特定能態(tài)的放射性原子核平均生存的時間。利用指數(shù)衰減規(guī)律，容易得到半衰期T；同衰變常數(shù)人或平均壽命t的關(guān)系如下各種放射性核素的半衰期在極大的范圍變化，一般說來，核素偏離B穩(wěn)定線越遠（見遠離B穩(wěn)定線的 核素），它的半衰期越短。對于不同范圍的半衰期采取不同方法測量。對半衰期在10-9秒到秒范圍的核素,采用直接測量N（t）的方法，利用指數(shù)衰減規(guī)律求出T對半衰期 在數(shù)分鐘到12年的核素，采用衰減跟蹤法，測量探測器計數(shù)率隨時間的變化求出T。對半衰期在10 年以上的核素，采用放射性比度法。此外還有測定子核法等，這些方法都基于放射性的指數(shù)衰減規(guī)律。對 于極短的半衰期（小于10-9秒）的測量,需要采用

24、一些特殊的技術(shù)（見核能級壽命測量）。放射性的研究是十分重要的?；诜派湫缘难芯克⒌乃プ兙V圖是原子核結(jié)構(gòu)理論研究的重要依 據(jù)之一。通過各種核態(tài)的衰變特性的測量可研究各種核性質(zhì)和核反應(yīng)機制。大量遠離B穩(wěn)定線的核素就是 根據(jù)它們的衰變特性進行鑒定和研究的。放射性在許多學(xué)科的研究中，在工農(nóng)醫(yī)和軍事等部門都有重要應(yīng)用。例如，在工業(yè)中的B射線測厚度 和Y射線探傷，農(nóng)業(yè)中的輻照育種和射線刺激生物生長，以及醫(yī)學(xué)中的射線診斷和放射治療等方面都是富 有成效的（見放射性同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用、核醫(yī)學(xué)）。放射性測量的同位素示蹤方法和活化分析 方法在核技術(shù)的應(yīng)用中也占有重要位置。參考書目盧希庭主編：原子核物理，原子能

25、出版社，北京，1981。P.Marmier and E.SheldonPhysics of Nuclei and particles, Academic Press, New York and London, 1969.E. Segre, Nuclei and particles,2nd ed., W. A.Benjamin,Reading, Mass., 1977.Yuan,Luke Chai-Liu and Wu Chien-ShiungNuclear Physics,Part A粒子物理學(xué)Yuan,Luke Chai-Liu and Wu Chien-ShiungNuclear Phys

26、ics,Part A粒子物理學(xué)又稱高能物理學(xué)或基本粒子物理學(xué)，物理學(xué)的一個分支學(xué)科。它研究比原子核更深層次的微觀世界 中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和在很高的能量下，這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是 一門基礎(chǔ)學(xué)科，是當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展的前沿之一。粒子物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)，而又基于實驗和理論密切結(jié) 合發(fā)展的，它大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段（18971937）在這個階段里，兩千多年來人們關(guān)于物質(zhì)是由最小構(gòu)成單元原子 構(gòu)成的思想，由哲學(xué)的推理，變成了科學(xué)的現(xiàn)實，而且在這個階段終了時，形成了現(xiàn)代的基本粒子的思 想。原子的概念，是由2 400年前的希臘哲學(xué)家德謨克利特和中國戰(zhàn)國時代的哲學(xué)家惠施提

27、出來的?；菔┱f： “至小無內(nèi),謂之小一，”意思是最小的物質(zhì)是不可分的，稱作最小的單元。這個最小的單元，就是德謨克利特 稱為原子的東西。但是他們都沒能說明原子或“最小的單元”具體是什么。之后的2 000多年間原子這個 概念,只停留在哲學(xué)思想的范疇。1897年，J.J.湯姆孫在實驗上發(fā)現(xiàn)了電子，1911年，E.盧瑟福由a粒子大角度彈性散射又證實了 帶正電的原子核的存在，這樣，就從實驗上證明了原子的存在和原子是由電子和原子核構(gòu)成的。1932年1查德威克在用a粒子轟擊核的實驗中發(fā)現(xiàn)了中子。隨即人們認識到原子核是由質(zhì)子和中子 構(gòu)成的，從而得到了一個所有的物質(zhì)都是由基本的結(jié)構(gòu)單元質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成的統(tǒng)一

28、的世界圖像。就在這個時候開始形成了現(xiàn)代的基本粒子概念。1905年，A.愛因斯坦提出電磁場的基本結(jié)構(gòu)單元 是光子，1922年被A.H.康普頓等人的實驗所證實，因而光子被認為是一種“基本粒子” 1931年，W. 泡利又從理論上假設(shè)存在一種沒有靜止質(zhì)量的粒子中微子（嚴格地講是反中微子，中微子的存在是 1956年由F.萊因斯和C.L.科恩在實驗上證實的）。相對論性量子力學(xué)預(yù)言，電子、質(zhì)子、中子、中微子都有質(zhì)量和它們相同的反粒子。第一個反粒子 正電子（電子的反粒子）是1932年C.D.安德森利用放在強磁場中的云室記錄宇宙線粒子時發(fā)現(xiàn)的， 50年代中期以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他粒子的反粒子。隨著原子核物理學(xué)的發(fā)展

29、，發(fā)現(xiàn)除了已知的引力相互作用和電磁相互作用之外，還存在兩種新 的相互作用強相互作用和弱相互作用。標(biāo)志四種相互作用的強度的無量綱相互作用（耦合）常數(shù) 及由它們引起的過程速率（反應(yīng)率）見表1。第二階段（19371964）這個階段的開始以1937年在宇宙線中發(fā)現(xiàn)u子為標(biāo)志。U子的發(fā)現(xiàn) 1934年,湯川秀樹為解釋核子之間的強作用短程力，基于同電磁作用的對比，提出 這種力是由質(zhì)子和（或）中子之間交換一種具有質(zhì)量（電子質(zhì)量的200300倍）的基本粒子介子引 起的。1936年，C.D.安德森和S.H.尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質(zhì)量是電子質(zhì)量的207倍，這 就是后來被稱為u子的粒子。u子是不穩(wěn)定的粒

30、子,它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命 為2X10-6秒，自旋為姨/2。湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，N.J.凱默基于實驗上發(fā)現(xiàn)的核力的電荷無關(guān)性的 事實，發(fā)展了稍早些時候出現(xiàn)的同位旋的概念，建立了核力的S S（2）對稱性理論。這個理論有兩個重要 的結(jié)果，一是除了帶正負電的介子之外，還應(yīng)當(dāng)有不帶電的中性介子,三種介子的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)相同；二是強相互 作用的粒子可按同位旋分成一組組的多重態(tài)。h介子和奇異粒子的發(fā)現(xiàn)1947年,M.孔韋爾西等人用計數(shù)器統(tǒng)計方法發(fā)現(xiàn)u子并沒有強作用, 直接的證明是1948年由張文裕用云室研究u子同金屬箔直接相互作用得到的。1947年C.F.

31、鮑威爾等人 在宇宙線中利用核乳膠的方法發(fā)現(xiàn)了真正具有強相互作用的介子，其后，在加速器上也證實了這種介子的 存在。它們的質(zhì)量約是電子質(zhì)量的270倍，帶有正電荷或負電荷,被稱為n 土介子。1950年發(fā)現(xiàn)了不帶電的n 0介子。u子后來則和電子以及中微子歸于一類 ,被統(tǒng)稱作輕子。從此以后人類認識到的基本粒子的數(shù)目越來越多。就在1947年，G羅徹斯特和C.巴特勒在宇宙線實 驗中發(fā)現(xiàn)了 V粒子（即K介子），這就是后來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發(fā)現(xiàn)的開始。由于它們獨特 的性質(zhì)，一種新的量子數(shù)奇異數(shù)的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質(zhì)量比質(zhì)子輕的奇異介子K土、K0和；有質(zhì)量比質(zhì)子重的各種超子，包

32、括A0、W 土、20、90和日-等。這些新發(fā)現(xiàn)的粒子，都是不穩(wěn)定的粒子，除h0介子外（它的壽命是10-16秒）,它們的平均壽命都在10-610-10秒之間，所以 在地球上的通常條件下，它們并不存在，在當(dāng)時的情況下，只有借助從太空飛來的高能量宇宙線才能產(chǎn)生。這些發(fā)現(xiàn)了的基本粒子，加上理論上預(yù)言其存在,但尚未得到實驗證實的引力場量子引力子，按相 互作用的性質(zhì)，可分成引力子、光子、輕子和強子四類（表2）。新粒子大發(fā)現(xiàn)和強作用su（3）對稱性的建立為了克服宇宙線流強太弱這個限制，從50 年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現(xiàn)了新的強有力的探測手 段如大型氣泡室、火花室、

33、多絲正比室等，開始了新粒子的大發(fā)現(xiàn)時期。至“了 60年代頭幾年，實驗上 觀察到的基本粒子的數(shù)目已經(jīng)增加到比當(dāng)年元素周期表出現(xiàn)時發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素的數(shù)目還要多，而且發(fā)現(xiàn)的 勢頭還有增無已。1961年，由M.蓋耳一曼及丫奈曼提出的，用強相互作用的SU（3）對稱性來對強子進行 分類的“八重法”。八重法分類不但給出了當(dāng)時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的強子在其中的位置，還準(zhǔn)確地預(yù)言了一些新的 粒子,如1964年用氣泡室實驗發(fā)現(xiàn)的Q-粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數(shù)以及 質(zhì)量等靜態(tài)性質(zhì)的規(guī)律性。在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子（有的粒子的反粒子就是它自身，如h0、 n等）。其中第一個帶電

34、的反超子廓-是由中國的王淦昌等在1959年發(fā)現(xiàn)的。此外，還發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的 壽命極短，經(jīng)強作用衰變的粒子共振態(tài)?；玖Ｗ哟罅堪l(fā)現(xiàn)，使人們懷疑這些基本粒子的基本性。基本粒子的概念，面臨一個突變。這就是這 個階段終了時粒子物理在實驗上的狀況。這個階段理論上最重要的進展是量子場論和重正化理論的建立，以及相互作用中對稱性質(zhì)的研究。量子場論和重正化理論的發(fā)展上一階段對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學(xué)的建立。經(jīng)過一代物理學(xué)家的努力，量子力學(xué)能很好地解釋原子結(jié)構(gòu)、原子光譜的規(guī)律性、化學(xué)元素的性質(zhì)、 光的吸收及輻射等等現(xiàn)象，特別是當(dāng)它同狹義相對論結(jié)合而建立相對論性量子力學(xué)以后，它已經(jīng)成為微 觀世界在原子、

35、分子層次上的一個基本理論。但是，量子力學(xué)還有以下幾個方面的不足：它不能反映場 的粒子性；它不能描述粒子的產(chǎn)生和湮沒的過程;它有負能量的解，這導(dǎo)致物理概念上的困難。量子場 論是由P.A.M.狄喇克、E.P約旦、E.P維格納、W.K海森伯和泡利等人在相對論量子力學(xué)的基礎(chǔ)上，通 過場的量子化的途徑發(fā)展出來的，它很好地解決了這三個問題。在量子場論領(lǐng)域中最早發(fā)展起來的是量子電動力學(xué)，它是把電磁場（光子場）和電子場都加以量子 化，從而描述電子和光子的各種現(xiàn)象的一種理論。40年代里，人們對這個理論中的發(fā)散困難作了深入的分 析。由于J.S.施溫格、朝永振一郎、R.P.費因曼和F.J.戴森等人的努力,在解決這個

36、問題上有了突破性的 進展。他們發(fā)現(xiàn)如果重新定義理論中的質(zhì)量和電荷，使之同實驗的觀測值相應(yīng)，則量子電動力學(xué)中的無窮 大結(jié)果不再出現(xiàn)。這種消除無窮大結(jié)果的方法，叫做重正化理論。它不但在原則上解決了量子電動力學(xué)中 出現(xiàn)的發(fā)散困難，還提出了一整套按電子電荷的幕次展開的，直觀的，用圖形表示的逐級近似（微擾近 似）的計算方法費因曼圖方法，使量子電動力學(xué)的計算有了簡單可靠的、具有相對論協(xié)變性質(zhì)的基 礎(chǔ)。P.庫什和H.M.福里1947年發(fā)現(xiàn)的電子反常磁矩，和由W.E.蘭姆等發(fā)現(xiàn)的氫原子的22sl/2和22Pl/2能級 的分裂，只有通過量子電動力學(xué)的重正化理論才能得到正確的解釋（見口子和電子回磁比和蘭姆移位）。

37、 今天，量子電動力學(xué)已經(jīng)經(jīng)受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。探索強作用的基本理論50年代初證明了重正化的方法，也適用于強相互作用的湯川理論。但這無助于使湯川理論成為強相互作用的基本理論，因為按強作用耦合常數(shù)的幕次展開級數(shù)是不收斂的， 對于弱相互作用理論則更困難。1934年由E.費密提出的弱作用理論中，雖然耦合常數(shù)小，可以作微擾 展開，而且在最低階的計算得到很好的結(jié)果，但是，在高階修正時出現(xiàn)的無窮大結(jié)果不能用重新定義質(zhì)量 和耦合常數(shù)的方法來消除，所以它是不可重正化的。1954年，蓋耳一曼，M.L.戈德伯格和亞梯令提出強相互作用的色散關(guān)系理論。在50年代直到60年 代初它有很大的發(fā)

38、展，在強作用過程的現(xiàn)象分析方面，也曾得到一些好的結(jié)果，但經(jīng)過十多年的研究，終 于肯定色散關(guān)系不可能是強作用的基本理論，主要原因是它只包含對散射振幅的普遍要求，而缺乏強相互 作用獨有的特殊性的東西。因而它只能是一種唯象分析手段。沿著這個方向發(fā)展的還有雷其極點理論等。它們在缺乏嚴格證明的情況下被推廣于強作用的散射理 論。所得到的最重要的結(jié)果是：基本粒子的自旋和質(zhì)量有明顯的規(guī)律性；隨著入射能量增加，二體散 射截面在小角度處的變化具有特定的模式。由于這些理論的出發(fā)點和缺點與色散關(guān)系大致相同，故它們的 成就和存在的問題就同色散關(guān)系大致相仿。相互作用中對稱性理論的進展在當(dāng)時，理論上另一重大的進展是相互作用

39、中的對稱性的研 究（對稱性和守恒律）。如果量子場系統(tǒng)在一種對稱變換下保持不變，則將對應(yīng)著一種守恒量，例如在 時空平移下不變，對應(yīng)的守恒量就是能量和動量。在50年代初期，普遍認為在各種相互作用中，都有著空 間反射變換p、電荷共軛變換C和時間反演變換T的不變性，與此相對應(yīng)，宇稱和C宇稱應(yīng)該是守恒的。不過，這種觀點，除了1955年由泡利在很一般的前提下，從理論上證明了 CPT聯(lián)合變換下量子場論的不變 性以外，其他是沒有從實驗上或理論上被嚴格證明過的。1955年，經(jīng)過周密地對奇異粒子。介子和。介子的實驗分析發(fā)現(xiàn)了。-。之謎。1956年，李政道和楊 振寧了解到，在弱作用中宇稱守恒事實上并沒有得到過實驗上

40、的證實。他們提出，在弱作用中宇稱是不守 恒的，也不存在。-。之謎。1957年，吳健雄小組在極化原子核60Co的B衰變的實驗中，證實了宇稱不 守恒。隨后不久,宇稱不守恒在其他的弱作用過程的實驗中也得到了證實。這些實驗同時也證實了在弱作用 中C宇稱的不守恒。1964年，J.W.克洛寧等人在長壽命K 介子的衰變實驗中，發(fā)現(xiàn)有2 n終態(tài)的衰變，從而實驗又證 實了盡管單獨的空間反射p和單獨的電荷共軛變換C的不變性在弱作用中受到破壞，但是它們的聯(lián)合變換 Cp的不變性也遭到破壞。隨后認識到，這個實驗事實上也證實了在弱作用中時間反演變換的不變性的破 壞。在弱作用中，與宇稱不守恒的程度很大相反，Cp不守恒的程度

41、是極為微弱的，其根本原因至今尚沒 有足夠的了解。發(fā)現(xiàn)大量新粒子，從而使基本粒子的基本性受到猛烈的沖擊；確立了各種對稱性在弱作用中的破壞和 成功地提出了強子分類的SU(3)對稱性;確定了量子電動力學(xué)作為微觀領(lǐng)域中電磁相互作用的基本理論，但 強作用和弱作用尚缺乏基本的理論，這就是在這個階段終了時粒子物理學(xué)發(fā)展的概況。第三階段(1964 )這個階段的開始以提出強子由夸克組成的假說為標(biāo)志(見強子結(jié)構(gòu))。并非所有的基本粒子都是“基本”的想法，最早是在1949年由費密和楊振寧提出的。他們認為,n介子 不是基本的,基本的是核子，而n介子只是由核子和反核子構(gòu)成的結(jié)合態(tài)。1955年，坂田昌一擴充了費密 和楊振寧

42、的模型提出了強子是由核子、A超子和它們的反粒子構(gòu)成的5。(3)模型。坂田的模型可以解釋介 子的分類，但解釋重子的分類有著很大的困難?？淇思僬f的提出1961年，在實驗上發(fā)現(xiàn)了不少共振態(tài)。1964年，已發(fā)現(xiàn)的基本粒子(包括共振態(tài))的種類增加到上百種，因而使得蓋耳曼和G茲韋克提出產(chǎn)生SU(3)對稱性的基礎(chǔ)就是構(gòu)成所有強子 的構(gòu)造單元，它們一共有三種，并命名為夸克(quark)。60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在巖石中，都進行了對夸克的實驗找尋，但迄今還沒有被確 證為成功的報道。由于大量的實驗沒有找到自由夸克，目前理論上流行的看法是需要作無窮大的功才能把 兩個夸克完全分開。從而夸克不能以自由的狀

43、態(tài)出現(xiàn)，這種性質(zhì),叫做夸克囚禁。不過這僅僅是在實驗上及 理論上尚未得到完全證實的假說。強子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗證據(jù)在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到夸克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明夸克存在的證據(jù)。強子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的跡象，最早是在60年代中由電子在核子上的散射顯示出來的。1969年開始用高 能量的電子作為探針來研究質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子內(nèi)部有著幾乎是自由的點狀的結(jié)構(gòu)。類似的實驗后 來也在中子上進行，得到了相同的結(jié)論。后來又用高能量的中微子作為探針來研究質(zhì)子和中子結(jié)構(gòu)。根據(jù) 對散射截面的分析，也可以得到核子里存在近似自由的、質(zhì)量不大的點狀物

44、的結(jié)論(見深度非彈性散射)。這些點狀結(jié)構(gòu)，可以認為是夸克存在的證據(jù)。它們的電荷，可以由正負電子湮沒為強子的總截面加以 驗證。由正負電子湮沒為強子的過程，同正負電子湮沒成一對U+U-子的過程相仿，從理論上知道，在高能下，這兩個過程的總截面。(e+e-強子)和。(e+e-U + U-)的比值R和夸克的電荷ei有關(guān)：，i標(biāo)志夸克的類型。70年代初的r實驗值和理論上的夸克電荷值基本上能滿足這個關(guān)系式，從而給予了夸克 模型以很大的支持。第四種和第五種夸克 最初，在蓋耳一曼等提出的假設(shè)中，夸克只有u、d、s三種，由此可以得到當(dāng)時及其后發(fā)現(xiàn)的所有粒子的一個令人滿意的分類。1974年，丁肇中及B.里希特等分別

45、在質(zhì)子加速器 和正負電子對撞機的實驗中發(fā)現(xiàn)了一種新粒子J （或稱作?。凰馁|(zhì)量很大，而壽命卻比大部分共振態(tài)小 一萬倍，這必須解釋為它是由一個新的夸克c和它的反粒子辯所構(gòu)成。這種新的夸克c又稱粲夸克，具有一種新的量子數(shù)粲數(shù)C它的電荷是 。這第四種夸克及粲數(shù)的存在，不久便因一系列的新粒子小,、 巾、D、F、nc等的發(fā)現(xiàn)而得到進一步的證實。同時，在更高能量的實驗中，上面提到的r值也增加了， 這也說明了在足夠高的能量下第四種夸克開始對R作出貢獻。1977年，L.M.萊德曼等發(fā)現(xiàn)了另外一個獨特的新粒子境，它的性質(zhì)也只能以它是由另一種新的夸克b 及其反粒子好所構(gòu)成來解釋。這第五種夸克的存在，近年由新粒子

46、境、境等的發(fā)現(xiàn)而得到更多的證據(jù)。現(xiàn)在稱第五種夸克b為底夸克，它的電荷是，帶有一種新的量子數(shù)底數(shù)及在目前能夠達到的最高能量的實驗中，r值的進一步增加，說明b夸克也開始對r值作出貢獻。輕子的新發(fā)現(xiàn)與強子的數(shù)目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子分成Ve和V口之后，長時間內(nèi)已知的輕子就只有四種：（e,Ve）和（u,Vj,但是到了 1975 年情況有了改變，這一年M.佩爾等在e+e-對撞實驗中發(fā)現(xiàn)了一個新的輕子。,它帶正電或帶負電，衰變成 u子或電子和兩個中微子,它的質(zhì)量很大，達質(zhì)子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應(yīng)，普遍相信應(yīng)有另一 種中微子vt存在，但是尚未得到

47、實驗上的證實。至今尚未發(fā)現(xiàn)輕子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗證據(jù)?？谧釉诟鱾€方面都同電子相同，相差只在于質(zhì)量，這是一 個一直使物理學(xué)家困惑的問題一一所謂代的問題。9的發(fā)現(xiàn)使輕子增加到三代：（e,Ve）,（u,V/,（。，Vt）。 構(gòu)成不同代的輕子的原因是目前粒子物理研究的中心課題之一。一種嘗試是把輕子和夸克放在同一層次上 考慮（表5、表6），并考慮它們是復(fù)合粒子，是由更深一層次的粒子統(tǒng)一地構(gòu)成的。也許由于實驗上的證據(jù) 不足，這種考慮目前尚缺乏可靠的基礎(chǔ)。但不少物理學(xué)家對中微子vt的存在并不懷疑，這種對稱性強烈地意味著一種新的夸克第6種夸克t的存在，它應(yīng)當(dāng)帶有的電荷和一種新的量子數(shù)頂數(shù)目前在實驗上已得到第6種

48、夸克存在的跡象。夸克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應(yīng)建立在夸克的基礎(chǔ)上，同 時還要充分考慮強子的結(jié)構(gòu)特性和各種過程中的運動學(xué)特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因 子、截面等動態(tài)性質(zhì)。1965年,中國發(fā)展的強子結(jié)構(gòu)的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命 名，是為了強調(diào)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是夸克。近20年來， 粒子物理實驗和理論發(fā)展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方 面，也有重大的進展（見強子結(jié)構(gòu)）。電弱統(tǒng)一理論的建立 最早的弱相互作用理論，是費密為了解釋中子衰變現(xiàn)象在1934

49、年提出來 的。弱作用宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨后不久便確立了描述弱作用的流 在洛倫茲變換下應(yīng)當(dāng)具有V-A的形式（V是矢量流，A是軸矢量流），而且適用于所有的弱作用過程，被稱 為普適費密型弱相互作用理論。盡管在最低階的微擾論計算中，普適費密型弱相互作用理論可以給出同實驗相符合的結(jié)果，然而高階 的計算中出現(xiàn)的無窮大，卻無法用重正化的方法消除，這是費密弱作用理論的根本困難。1961年，S.L.格拉肖提出電磁相互作用和弱相互作用的統(tǒng)一理論。這個理論的基礎(chǔ),是楊振寧和R.L. 密耳斯在1954年提出的非阿貝耳規(guī)范場論。格拉肖提出，電磁相互作用和弱相互作用，具有一種特殊的 對稱

50、性SU（2）X U（1）對稱性。其中U（1）對稱性是電磁相互作用所具有的，它的阿貝耳規(guī)范場粒子 光子是傳遞電磁作用的粒子，這是已為人們了解的；而SU（2）對稱性則是格拉肖提出的，弱相互作用應(yīng)具有 的對稱性，按照楊振寧和密耳斯的理論，它的非阿貝耳規(guī)范場粒子有三種：W+、W-和Z0,格拉肖認為它們 是傳遞弱作用的粒子。在這個理論中，兩種相互作用是統(tǒng)一的，兩種耦合常數(shù)有著確定的關(guān)系。但是在這 個理論里，W土和Z0粒子是否具有靜止質(zhì)量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。19671968年，在SU(2)X U(1)定域?qū)ΨQ性的自發(fā)破缺的基礎(chǔ)上，5.溫伯格、A.薩拉姆闡明了作為規(guī) 范場粒子的W土，Z0是可以有靜止質(zhì)量的，還算