戴维·格罗斯与渐近自由的发现

论文摘要

20世纪60年代,由于当时建立在美国加州大学伯克利分校的加速器正好处在探测强相互作用的能区,实验室里不断地产生新的粒子。而当时已知的理论无法用来描述强相互作用,因此强相互作用的研究成为60年代粒子物理学的时尚。本文主要研究的就是这一时尚中的关键人物之一——2004年的诺贝尔物理学奖获得者之一戴维·格罗斯(David J.Gross)在渐近自由的发现及强相互作用理论的形成过程中的所做的贡献。科学史上诺贝尔奖在很大程度上代表着科学进步的里程碑,也是衡量一个人科学贡献的标准之一。强相互作用是自然界中四种基本相互作用之一。格罗斯是当代著名粒子物理学家,以发现强相互作用理论——量子色动力学(QCD)中的渐进自由而知名,现为美国Kavli理论物理研究所所长,美国加州大学教授,理论物理Frederick Gluck教授,普林斯顿大学Thomas Jones数学物理教授等。他关于渐近自由理论的发现使得自然界中四种基本相互作用之一的强相互作用难题得以顺利解决,对我们理解强相互作用有确定重要的意义,这种力将物质中最小的部分——夸克束缚在一起。除此之外,他还在杂化弦理论、大统一理论等方面做出了重要贡献。他的工作,在当代粒子物理学史中占有重要地位。本文综合应用文献法、统计分析法、历史分析法,从科学史的角度,在概述了格罗斯先生的经历以及他的研究成果的基础上,系统研究了他通往渐近自由这条道路的真实过程,以及他在渐近自由特性的发现和强相互作用理论的建立过程中做出的重要工作,最后对格罗斯先生进行了简单评述,他不但是一位多产的理论物理学家,还是一位成功的教育工作者。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 研究的目的和意义
• 2 研究内容和方法
• 第一章 格罗斯的经历与研究成果综述
• 1.1 戴维·格罗斯的成长经历综述
• 1.2 格罗斯的科研成果统计
• 第二章 强相互作用的提出与格罗斯通往渐近自由的路
• 2.1 强相互作用的提出
• 2.2 渐近自由的先期征兆和格罗斯通往渐近自由的路
• 第三章 戴维·格罗斯与强相互作用渐近自由特性的发现
• 3.1 强相互作用以外的三种相互作用的理论
• 3.2 构建强相互作用理论的尝试——量子场论
• 3.3 渐近自由的发现与强相互作用理论的建立
• 3.4 渐近自由和QCD的实验支持
• 第四章 渐近自由发现的意义
• 4.1 渐近自由与“夸克囚禁”
• 4.2 渐近自由与物质质量的能量解释
• 4.3 渐近自由与最初的宇宙模型
• 4.4 渐近自由与对称性规则
• 4.5 渐近自由与自发对称性破缺
• 结语
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 发表文章目录
• 个人简历