“李政道讲座”系列报导之三:夸克没有单身汉

  • 国科大
  • 日期:2010-05-19
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【物理科学学院周玉琴报道】夸克是质子和中子内部的主要组成部份,夸克之间的相互作用决定了质子和中子最基本的性质。美国理论物理学家 D. Gross, D. Politzer, 和 F. Wilczek 因发现夸克相互作用的强度随距离的缩短而减弱( 也叫渐近自由 ) 获得了 2004 年度的物理学诺贝尔奖。渐近自由的反面是自然界中从没发现过的自由夸克( 也叫远程禁闭 ) 。研究夸克禁闭是当今理论和实验物理学中的一个重大前沿。

  为了帮助同学们更好地了解这一重大发现的物理意义和深远影响, 6 月 23 日下午1 点半 ,在中关村教学园区 S301 教室,“李政道讲座”特地邀请了马里兰大学(University of Maryland) 的 季向东教授为同学们着重介绍这一方面的研究进展,这是“李政道讲座”的第三个报告。

  季 教授的报告分为两部份。在第一部分, 季教授着重介绍夸克的渐近自由和远程禁闭。 季教授从同学们熟悉的量子电动力学(Quantum Electrodynamics: QED) 引出描写强相互作用的精彩理论 —— 量子色动力学(Quantum Chromodynamics : QCD) 。当距离很近时,夸克之间的相互作用会变得很弱,这种所谓的渐近自由使得很多基本问题得以分析求解;当距离很远时,夸克之间的相互作用会变得很强,使得夸克不能独立存在, 季教授笑言“夸克没有单身汉”。求解强相互作用的量子色动力学是目前理论物理的最困难的挑战之一。 季教授的第二部份内容主要介绍质子质量的起源。世界上万物的质量有 99% 来自于质子和中子的质量。质子和中子的质量从何而来呢?根据量子色动力学 —— 夸克和胶子的相互作用是这些重要物理量的起源。但是,非微扰 QCD 是一个极其复杂的相对论量子场论问题。要深入理解质子的结构需要大型的计算机模拟和高精度的高能物理实验。 季教授主要介绍目前有关质子质量的理论和实验方面的研究进展。 季教授的报告内容非常丰富,讲述深入浅出,赢得了同学们如潮般的掌声。

  季向东毕业于同济大学,1987 年在 Drexel 大学获博士学位。1987-1996 年曾先后在 California Institute of Technology 和 Massachusetts Institute of Technology 做研究工作。现为马里兰大学(University of Maryland) 教授。