粒子的探索与研究

任天忠

丁肇中等人发现了静止质量是质子质量3.3倍的J/ψ粒子；1977年美国费米实验室的科学家们又发现了比J/ψ重三倍的r粒子，这两种粒子的发现，是两味新的夸克及其反夸克存在的实验证据，这两味新夸克就是粲夸克c和底夸克b。1995年3月美国费米实验室宣布，他们的两个研究小组各自独立的发现了顶夸克t。

在已经知道的436种强子中，介子是由一对正反夸克组成的，重子是由三个夸克组成的，反重子是由三个反夸克组成的。

不同的夸克是如何结合在一起组成强子的呢？胶子是传递夸克之间相互作用的媒介粒子。1979年丁肇中证实了胶子的存在。夸克具有一些奇特的性质，到目前为止，还无法把夸克从束缚态中解脱出来，所有试图产生或发现自由夸克的实验都没有成功。这就是说夸克都被禁闭在束缚态中，这称为夸克禁闭。实验发现夸克之间越靠近相互作用越小，这种性质称为“渐近自由”。关于夸克的一些性质目前知道的还很少，有待进一步探索。

我们已经知道，传递电磁作用的媒介粒子是光子，而1983年发现的中间玻色子则是传递弱相互作用的媒介粒子。这些传递相互作用的媒介粒子统称为规范玻色子。

五、暗物质

在粒子物理发展的过程中的所有实验结果，都可以用三类基本粒子（即轻子、夸克和规范玻色子）和四种相互作用（强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、引力相互作用）来解释，这也就是关于粒子物理的标准模型。暗物质的发现为我们又提出了新的课题。

宇宙中存在许多螺旋状星云，它们是在万有引力作用下的旋转星系。如果观察其中质量为△m的一小部分，它受到来自质量为mt的引力作用，而以速率v作圆周运动。于是就有