粒子物理

粒子物理学建立后，在上一个世纪六十年代，核物理学和粒子物理分道扬镳，核物理学已不再处于物质结构研究的最前沿。这是人类对自然界认识的一个重大失误，也是近代物理学的一个悲剧。原子核是微观物质的基石，在某种意义上说，无论是基本粒子理论或原子理论都应该建立在原子核理论基础上。原子只是原子核在核外空间(0.1纳米)的一个表象，而且是一种特殊(如地球环境)的物相，原子核在核外空间更普遍的存在的物相是等离子态。最简单的核是氢原子核，也称为质子，另一个核子称为中子，核子是最基本的粒子，其它的物理粒子如介子、轻子等都是原子核反应的产物，在原子核反应中最基本量子数是核的质量数A，这是个守恒量。物理学有本末倒置之嫌，这是从原子核的质量观测数据和电子深度非弹性散射(deep inelastic scattering)实验数据得出的结论。我们可以回顾原子物理学和原子核物理学的历史，从1913年到1927年，曾经出现四个关于氢原子理论(玻尔理论、索末菲理论、薛定格理论和狄拉克理论) 这些理论都能说明氢原子的光谱，而从海森伯1932年提出原子核结构之后，近八十年时间中，曾出现许多原子核的理论，没有任何一个理论能够解释原子核的质量等静态数据和核的放射性，这说明人们对原子的认识基本是正确的，而对原子核的认识从一开始就进入了误区。

核能利用方面也不像前阶段那样迫切需要核物理提供数据、研制关键设备。从70年代起，核物理进入纵深发展和广泛应用的更为成熟的阶段。

核物理的今天

在现阶段，由于重离子加速技术的发展，已能有效地加速从氢到铀全部元素的离子，能量达到每核子1×109eV，扩充了变革原子核的手段，使重离子核物理研究有全面的发展。强束流的中、高能加速器不仅提供直接加速的离子流，还能提供诸如π介子、Κ介子等次级粒子束，从另一方面扩充了研究原子核的手段，加速了高能核物理的发展。超导加速器将大大缩小加速器的尺寸，降低造价和运转费用，并提高束流的品质。

核物理实验方法和射线探测技术也有了新的发展。微处理机和数据获取与处理系统的改进，影响深远。过去，核过程中同时测定几个参量就很困难，当前，一次记录几十个参量已很普遍。对一些高能重离子核反应，成千个探测器可同时工作，一次记录和处理几千个参量，以便对成千个放出的粒子进行测定和鉴别。另一方面，一些专用的核技术设备都附有自动的数据处理系统，简化了操作，推广了使用。

目标

核物理基础研究的主要目标有两个方面:①通过核现象研究粒子的性质和作用，特别是核子间的相互作用。一些重要问题如中子的电偶极矩、中微子的质量和质子的寿命等都要通过低能核物理实验测定;粒子间相互作用的重要知识也可由中高能核物理提供。②核多体系运动的研究。核多体系是运动形态很丰富的体系，过去主要研究了基态和低激发态的性质以及一些核反应机制，对于高自旋态、高激发态、大变形态以及远离β稳定线核素等特殊运动形态的研究才刚开始，对基态和低激发态的实验知识也不足，远小于多体波函数提供的信息。核运动形态的研究将在相当长的时期内成为核物理基础研究的主要部分。

核技术的广泛应用是本阶段的重要特点。常用的小型加速器已投入工业生产，成千上万台加速器在研究所、大学、工厂和医院中运转，钴60放射源的使用更为普遍;另一方面，几乎没有一个核物理实验室不在从事核技术的应用研究。核技术应用主要有以下几个方面:①为核能源的开发服务，为大型核电站到微型核电池提供更精确的数据和更有效的利用途径。②同位素的应用，这是应用最广泛的核技术，包括同位素示踪、同位素仪表和同位素药剂等。③射线辐照的应用，利用加速器及同位素辐射源，进行辐照加工、食品消毒保鲜、辐照育种、探伤以及放射医疗。④中子束的应用，除利用中子衍射分析物质结构外，还用于辐照、掺杂、测井、探矿及生物效应，如治癌。⑤离子束的应用，大量的加速器是为了提供离子束而设计的，离子注入技术是研究半导体物理和制备半导体器件的重要手段，离子束则是无损、快速、痕量分析的主要手段，特别是质子微米束对表面进行扫描分析，对元素含量的探测极限可达1×10-15~1×10-18克，是其他方法难以比拟的。

在原子核物理学诞生、壮大和巩固过程中，核技术的应用使核物理基础的研究获得广泛的支持，后者又为前者不断开辟新的途径。这两方面的需要推进了粒子加速技术和核物理实验技术的发展;而这两门技术的新发展，又有力地促进了核物理的基础和应用的研究。这种相互推动、共同发展的趋势，将在核物理的新阶段中发挥日益巨大的作用。

核物理学的另一个目标就是利用粒子反冲技术造福人类，若成功研制小型加速器，人类将步入一个崭新的社会阶段(可以实行共产主义制度，按需分配)。