超越标准模型的对称性原理及其方法论意义

从经典物理学到20世纪以来的现代物理学,对称性的概念发生了根本性的变化。对于前者,对称性仅仅是定律的一种推论或偶然表现出的一种特征;而对于后者,对称性是出发点和方法论原理,它支配着相互作用。特别是20世纪70年代之后,对称性及其扩张出的超对称、对偶性指导了整个超越标准模型新理论的构建。这种发展以及物理学家对此所表现出的两种极端态度都表明,还需要对对称性这一概念作更为深刻、完全的理解。文章基于对超越标准模型新理论构建的分析,提出了"从对称性到超对称再到对偶性"这一贯穿现代物理学主线的对称性扩张路径,并从数学角度讨论了"从对称性到对偶性"扩张的合理性,明确了对称性原理将是21世纪物理学的核心方法论原理。

高能物理的精确计算和精确测量

随着近半个世纪高能物理的实验装置和测试手段的飞速发展,相应的理论也达到新的高度,人们更深入地认识了自然界最基本的组成结构并了解了它们之间的相互作用,从而建立了非常成功的'标准模型'。然而,像19世纪末物理学家那样盲目乐观的态度却是不可取的,在各领域中仍存在现有理论无法解释的现象。于是,寻找超越标准模型的新物理成为促进理论和实验向新层次发展的动力。众所周知,新物理的能标可能超出目前能取得的能量范围(LHC),因而要在精确测量中寻找新物理发现的蛛丝马迹。因此,对理论计算的精度的要求也在大幅度提升。精确测量和精确计算是探求超越标准模型新物理的两个侧面,缺一不可。它们的进展不仅增进我们对自然界的认识,而且带动了相应高技术的发展。

月球粒子辐射探测与新粒子寻找

随着月球探索的深入,月球展现出了在科学研究方面的巨大潜力,其独特的环境将为研究基本粒子物理、天体和宇宙学以及寻找新粒子提供重大机遇。空间粒子辐射携带着天体和宇宙自身起源与演化的信息,对空间粒子辐射的探测是研究天体和宇宙学的重要和独特的手段。空间粒子辐射与生命体、材料、仪器等的作用效应对在空间和月球上开展相关的研究是至关重要的。月球的独特环境也为寻找轴子和磁单极子等超出粒子物理标准模型的新粒子提供了新窗口。本文将讨论月球粒子辐射探测,以及在月球上利用超高灵敏度的探测方法和手段寻找新粒子。