什么是高能物理 什么是經典物理學
什么是高能物理？誰能給我解釋一下高能.高能技術和高能物理的含義，多高的能量才算高能物理，高能物理學的介紹，高能物理學是什么意思？高能物理學和理論物理學的區(qū)別是什么？
本文導航
高能物理和近代物理研究所區(qū)別
高能物理學是研究物質世界基本結構(最深層次)和基本相互作用規(guī)律的科學。
也就是所謂的最微觀的世界元素如：夸克與膠子
高能物理必備知識
高能物理
就是基本粒子物理，high energy physics.
物理學中最激動人心的方向。
涉及實驗物理，理論物理，粒子天體物理，計算物理，加速器，
同步輻射，核分析，自由電子……
目前的方向
可積量子場論,統(tǒng)計格點模型,超弦與M理論，QCD，大統(tǒng)一理論，
超對稱弱電統(tǒng)一理論和標準模型唯象，重味物理與CP不守恒
量子色動力學的微擾和非微擾理論，中微子物理
B與D介子物理
費米子味混合與CP破壞及新物理現(xiàn)象學
夸克物理，Higgs物理，超對稱模型，弱電和QCD手征對稱性相變，中微子物理，
北京譜儀(BES)新物理，暗物質，宇宙弦及暴漲宇宙學
………………
需要艱深的數(shù)學知識，廣泛的機械電子計算機應用前景。
在諾貝爾獎中，有一半的物理獎都和粒子物理有關。
物理中的能量有哪些
現(xiàn)代物理學上所謂的高能物理，一般能量都是在GeV以上！也就是1.6×10^(-10)J。
值得注意的是，GeV說的是單個粒子的能量，如果把這個能量擬換成溫度的話，就拿MeV來說，如果要把一團物質的所有組成粒子都加速到這個能量來的話，根據E=KT的關系式，T≈1.6×10^(-13)J÷[1.381×10^(-23)JK]≈10^(10)K。
那也是將近10億攝氏度的高溫……
一般情形下，像熱核聚變，溫度要求至少要上千萬攝氏度！
高能物理到底有多厲害
高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下，這些物質相互轉化的現(xiàn)象，以及產生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎學科，是當代物理學發(fā)展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基于實驗和理論密切結合發(fā)展的。
什么是經典物理學
高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下，這些物質相互轉化的現(xiàn)象，以及產生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎學科，是當代物理學發(fā)展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基于實驗和理論密切結合發(fā)展的。
原子論是元素派學說中最簡明、最具科學性的一種理論形態(tài)。英國自然科學史家丹皮爾認為,原子論在科學上“要比它以前或以后的任何學說都更接近于現(xiàn)代觀點”。原子論的創(chuàng)始人是愛利亞人(一說阿布德拉人)留基波,他是德謨克利特的老師。古代學者在論及原子論時,通常是把他們倆人的學說混在一起的。由于留基波生平不詳,且其學說也為德謨克利特發(fā)展和完善,因此德謨克利特被公認為原子論的主要代表。
德謨克利特認為,萬物的本原或根本元素是“原子”和“虛空”?！霸印痹谙ＥD文中是“不可分”的意思。德謨克利特用這一概念來指稱構成具體事物的最基本的物質微粒。原子的根本特性是“充滿和堅實”,即原子內部沒有空隙,是堅固的、不可入的,因而是不可分的。德謨克利特認為,原子是永恒的、不生不滅的;原子在數(shù)量上是無限的;原子處在不斷的運動狀態(tài)中,它的惟一的運動形式是“振動”;原子的體積微小,是眼睛看不見的,即不能為感官所知覺,只能通過理性才能認識。
1897年，湯姆遜在實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，1911年盧瑟福由α粒子大角度彈性散射實驗，又證實了帶正電的原子核的存在。這樣，就從實驗上證明了原子的存在，以及原子是由電子和原子核構成的理論。
1932年，查德威克在用α粒子轟擊核的實驗中發(fā)現(xiàn)了中子。隨即人們認識到原子核是由質子和中子構成的，從而得到了一個所有的物質都是由基本的結構單元——質子、中子和電子構成的統(tǒng)一的世界圖像。
就在這個時候開始形成了現(xiàn)代的基本粒子概念。1905年，愛因斯坦提出電磁場的基本結構單元是光子，1922年被康普頓等人的實驗所證實，因而光子被認為是一種“基本粒子”。1931年，泡利又從理論上假設存在一種沒有靜止質量的粒子——中微子(嚴格地講是反中微子，中微子的存在是1956年由萊因斯和科恩在實驗上證實的)。
相對論量子力學預言，電子、質子、中子、中微子都有質量和它們相同的反粒子。第一個反粒子——正電子是1932年，安德森利用放在強磁場中的云室記錄宇宙線粒子時發(fā)現(xiàn)的，50年代中期以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他粒子的反粒子。
隨著原子核物理學的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)除了已知的引力相互作用和電磁相互作用之外，還存在兩種新的相互作用——強相互作用和弱相互作用。
1934年，湯川秀樹為解釋核子之間的強作用短程力，基于同電磁作用的對比，提出這種力是由質子和(或)中子之間交換一種具有質量的基本粒子——介子引起的。1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質量是電子質量的207倍，這就是后來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩(wěn)定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。
湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基于實驗上發(fā)現(xiàn)的核力的電荷無關性的事實，發(fā)展了稍早些時候出現(xiàn)的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數(shù)器統(tǒng)計方法發(fā)現(xiàn)μ子并沒有強作用。1947年鮑威爾等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發(fā)現(xiàn)了真正具有強相互作用的介子，其后，在加速器上也證實了這種介子的存在。
從此以后人類認識到的基本粒子的數(shù)目越來越多。就在1947年，羅徹斯特和巴特勒在宇宙線實驗中發(fā)現(xiàn)v粒子(即K介子)，這就是后來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發(fā)現(xiàn)的開始。由于它們獨特的性質，一種新的量子數(shù)——奇異數(shù)的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質量比質子輕的奇異介子，有質量比質子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們并不存在，在當時的情況下，只有借助從太空飛來的高能量宇宙線才能產生。
這些發(fā)現(xiàn)了的基本粒子，加上理論上預言其存在，但尚未得到實驗證實的引力場量子——引力子，按相互作用的性質，可分成引力子、光子、輕子和強子四類。為了克服宇宙線流太弱這個限制，從50年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現(xiàn)了新的強有力的探測手段，如大型氣泡室、火花室、多絲正比室等，開始了新粒子的大發(fā)現(xiàn)時期。
到了60年代頭幾年，實驗上觀察到的基本粒子的數(shù)目已經增加到比當年元素周期表出現(xiàn)時發(fā)現(xiàn)的化學元素的數(shù)目還要多，而且發(fā)現(xiàn)的勢頭也越來越強。1961年，由蓋耳-曼及奈曼類比化學元素周期表提出了，用強相互作用的對稱性來對強子進行分類的。
八重法分類不但給出了當時已經發(fā)現(xiàn)的強子在其中的位置，還準確地預言了一些新的粒子，如1964年用氣泡室實驗發(fā)現(xiàn)的Ω粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數(shù)以及質量等靜態(tài)性質的規(guī)律性。
在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子(有的粒子的反粒子就是它自身)。其中第一個帶電的反超子是由中國的王淦昌等在1959年發(fā)現(xiàn)的。此外，還發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的壽命極短經強作用衰變的粒子——共振態(tài)。
建立體系
基本粒子大量發(fā)現(xiàn)，使人們懷疑這些基本粒子的基本性?；玖Ｗ拥母拍睿媾R一個突變。
20世紀40年代到60年代，對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學的建立。經過一代物理學家的努力，量子力學能很好地解釋原子結構、原子光譜的規(guī)律性、化學元素的性質、光的吸收及輻射等等現(xiàn)象，特別是當它同狹義相對論結合而建立相對論性量子力學以后，它已經成為微觀世界在原子、分子層次上的一個基本理論。
但是，量子力學還有幾個方面的不足：它不能反映場的粒子性；不能描述粒子的產生和湮沒的過程；它有負能量的解，這導致物理概念上的困難。量子場論是由狄喇克、約旦、維格納、海森伯和泡利等人在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化的途徑發(fā)展出來的，它很好地解決了這三個問題。
庫什和福里1947年發(fā)現(xiàn)的電子反常磁矩，和由蘭姆等發(fā)現(xiàn)的氫原子能級的分裂，只有通過量子電動力學的重正化理論才能得到正確的解釋。今天，量子電動力學已經經受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。
并非所有的基本粒子都是“基本”的想法，最早是在1949年由費密和楊振寧提出的。他們認為，介子不是基本的，基本的是核子，而介子只是由核子和反核子構成的結合態(tài)。1955年，坂田昌一擴充了費密和楊振寧的模型提出了強子是由核子、超子和它們的反粒子構成的模型。
1961年，在實驗上發(fā)現(xiàn)了不少共振態(tài)。1964年，已發(fā)現(xiàn)的基本粒子(包括共振態(tài))的種類增加到上百種，因而使得蓋耳-曼和茲韋克提出，產生對稱性的基礎就是構成所有強子的構造單元，它們一共有三種，并命名為夸克。
20世紀60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在巖石中，都進行了對夸克的實驗找尋，但迄今還沒有被確證為成功的報道。在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到夸克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明夸克存在的證據。
與強子的數(shù)目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子之后，長時間內已知的輕子就只有四種，但是到了1975年情況有了改變，這一年佩爾等在正負電子對撞實驗中發(fā)現(xiàn)了一個新的輕子，它帶正電或帶負電，達質子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應，普遍相信應有另一種中微子存在，但是尚未得到實驗上的證實。
夸克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應建立在夸克的基礎上，同時還要充分考慮強子的結構特性和各種過程中的運動學特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因子、截面等動態(tài)性質。1965年，中國發(fā)展的強子結構的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命名，是為了強調物質結構的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是夸克。近20年來，粒子物理實驗和理論發(fā)展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方面，也有重大的進展。
最早的弱相互作用理論，是費密為了解釋中子衰變現(xiàn)象在1934年提出來的。弱作用宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨后不久便確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用于所有的弱作用過程，被稱為普適費密型弱相互作用理論。
1961年，格拉肖提出電磁相互作用和弱相互作用的統(tǒng)一理論。這個理論的基礎，是楊振寧和密耳斯在1954年提出的非阿貝耳規(guī)范場論。但是在這個理論里，這些粒子是否具有靜止質量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。
1967～1968年，溫伯格、薩拉姆闡明了作為規(guī)范場粒子是可以有靜止質量的，還算出這些靜止質量同弱作用耦合常數(shù)以及電磁作用耦合常數(shù)的關系。這個理論中很重要的一點是預言弱中性流的存在，而當時實驗上并沒有觀察到弱中性流的現(xiàn)象。由于沒有實驗的支持，所以當時這個模型并末引起人們的重視。
1973年，美國費密實驗室和歐洲核子中心在實驗上相繼發(fā)現(xiàn)了弱中性流，之后，人們才開始對此模型重視起來。在1983年，魯比亞實驗組等在高能質子—反質子對撞的實驗中發(fā)現(xiàn)的特性同理論上期待的完全相符規(guī)范粒子，這給予電弱統(tǒng)一理論以極大的支持，從而使它有可能成為弱相互作用的基本理論。
目前，粒子物理已經深入到比強子更深一層次的物質的性質的研究。更高能量加速器的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利于產生更多的新粒子，以弄清夸克的種類和輕子的種類，它們的性質，以及它們的可能的內部結構。
弱電相互作用統(tǒng)一理論日前取得的成功，特別是弱規(guī)范粒子的發(fā)現(xiàn)，加強了人們對定域規(guī)范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今后以高能輕子作為探針探討強子的內部結構、夸克及膠子的性質以及強作用的性質提供了可靠的分析手段。在今后一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。
把電磁作用、弱作用和強作用統(tǒng)一起來的大統(tǒng)一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數(shù)。這表明這種理論還包含著大量的現(xiàn)象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。
另外從發(fā)展趨勢來看，粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分活躍的領域。
高能物理的認識
高能物理學一般就是指粒子物理學，包含實驗和理論兩個方面，就像物理大家楊振寧是粒子物理學的理論方向，而王貽芳院士就是實驗物理方向，王貽芳院士是丁肇中的學生，都是實驗物理，而理論物理學包含粒子物理的理論方向，還包含很多，比如凝聚態(tài)理論，例如BCS超導理論，還有原子分子物理學的理論方向?？偨Y一下，兩者既有相交的部分，又各自有不同的地方，理論物理學的方面更多一些。
