核力和重子相互作用-物理学进展-南京大学.PDFVIP

第 24 卷 　第 1 期 物 　理 　学 　进 　展 Vol . 24 ,No . 1 　2004 年 3 月 PRO GR ESS IN PH YSICS Mar . ,2004 文章编号 (2004) 0 1000 117 核力和重子相互作用 王 　凡 (南京大学物理系 ,南京 　2 10093) 摘 　要 : 　本文评述了核力和重子相互作用研究的历程 ,取得的成就和存在的问题 。 关键词 : 　核力 ;重子互作用 ;介子交换 ;夸克模型 ;手征微扰理论 中图分类号 : 　O484 1 　　　　　　　　　　文献标识码 : 　A 0 　引　言 ( ) (ΛΣ Ξ ) Δ 核子 质子p , 中子 n ,超子 , , 等 , 共振子等 自旋为半整数的粒子统称为重 子 ,我们已经知道 ,这些重子至少包含三个价夸克 ,他们是 自然界中最基本的有内部结构 ( ) 的粒子 。自从 19 19 年卢瑟福 Rut herfor d 发现质子到 1964 年出现夸克模型前的几十年 间 ,重子一直被认为是基本粒子 ,重子相互作用也一直被认为是基本相互作用 。夸克模型 ( ) 的成功 ,特别是夸克相互作用的基本理论 ———量子色动力学 QCD 的实验证实 ,重子相 互作用再次成为物理学中的一个基本问题 ,即如何从 QCD 出发解释重子相互作用 。 ( ) 核子相互作用 核力 是研究得最多的重子相互作用 , 自从 1932 年发现中子因而核力 被提上日程 , 已经七十年过去了 ,人们在实验和理论两个方面进行了巨大努力 ,可这个最 基本的重子相互作用仍然没有令人满意的解释 。 这篇评述将介绍七十年来人们探索重子相互作用的历程 、达到的成就以及仍然存在 的问题 。 1 　重子相互作用的介子交换模型 ( ) 1932 年中子发现后 ,很快就认定原子核是质子中子组成的 ,海森堡 Heisenberg 紧接 着提出质子中子是核子的同位旋二重态 ,把核子束缚在原子核内需要一种新的相互作用 ———核力 。1935 年前的工作中实验和理论的共同努力积累了核力的基本知识 , 即核力是 收稿 日期 : 2003112 1 基金项 目: 国家自然科学基金 90 1030 18 2 物 理 学 进 展 24 卷 比电磁力更强的强作用力 ,核力的力程很短 ,约为 1～2 f m ,核力与核子所带电荷无关 , 即 pp 、np 相互作用近似一样 。 ( ) [ 1 ] 1935 年汤川 Yukawa 提出核力的介子交换模型 , 即核力是由质量介于核子和电 子之间的粒子 ———介子传递的 ,根据核力的力程 r ～1～2 f m 很容易估计出介子的质量 0 1 m ～ ( ) ～ 100 - 200 Me