文档介绍：1969 年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类
1969 年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的盖 尔曼(Murray Gell-Mann, 1929—),以表彰他对基本粒子及其相互作用的分类 所作的贡献和发1969 年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类
1969 年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的盖 尔曼(Murray Gell-Mann, 1929—),以表彰他对基本粒子及其相互作用的分类 所作的贡献和发现。
30 年代初开始，原来把原子核看成是仅仅由电子和质子组成的简单观念， 让位于更复杂的模型，其中包括了中子，后来又包括了其它粒子。50 年代前， 质量处于质子和电子间的介子不断被发现，这个领域陷入了十分混乱的境地。再 后来，又发现了超子，有些介子的寿命比当时得到公认的理论所预言要长得多①
盖尔曼下了很大功夫把这些问题整理出头绪来，在 1953 年提出长寿命的粒 子以及中子和质子，都应再给予一个量子数，盖尔曼称之为奇异数。不同的粒子 具有不同的奇异数，例如0，±1，±2， 。他还提出奇异数守恒定律，这个定
律是说在描述强相互作用或电磁相互作用时，方程两侧总的奇异数必须守恒② 这项工作也由日本的西岛和彦(Nishijima )独立地做出。
奇异数守恒定律为后来 1955 年盖尔曼提出协同产生理论提供了重要的理论 基础。所谓的协同产生理论认为，由强力产生的奇异粒子只能同时成对地产生。 当这些成对的粒子离开它的对手时，通过强相互作用衰变所需的能量就会超过原 先产生它们所投入的能量，因此只好经弱相互作用衰变，从而获得了更长的寿命， 于是这一模型理论对长寿命作出了解释。
盖尔曼用这些规则将介子、核子(中子和质子)和超子分类，像当年门捷列 夫把元素列成周期表，并从周期表作出预言那样，也预言有一种所谓的克西零超 子s0存在，果然后来得到了实验的证明。
01961 年盖尔曼在奇异数守恒定律的基础上，又提出了 SU( 3)对称性。对 强相互作用的粒子进一步作出分类。 1962 年盖尔曼和以色列物理学家内曼 ( )独立地提出了“八重态”的分类方法。他们假设，八个质量最小的 重子(质子、中子及其激发态)：两个核子、三个为超子，两个S超子及一个A 超子，构成一个“超多重态”。就像是一个八角形，八个粒子分处各个顶点。这八 个重子，自旋都是1/2，宇称均为正值，质量相近。只是电荷不同、同位旋不同、 奇异数不同。
盖尔曼打算用八重态方法把所有新的粒子和新的量子数都综合进来。按照这 一方法，还可以把当时已知的九个重子共振态排列成对称的图形。从这张图形的 对称性考虑，似乎缺少了一个粒子，这个粒子的特性可以从图形的对称性推出。 1962 年盖尔曼在欧洲核子研究中心的会议上提出这个失踪的粒子应该具有电荷 为-1，奇异数为-3，质量为1680 兆电子伏，自旋为3/2，宇称为正值。 1964 年果 然发现了 Q-粒子，正是这个失踪的粒子。这样就对盖尔曼的八重态方法作出了 有力的支持。盖尔曼这一模型可以把已知的全部基本粒子归类，并且还给未发现 的粒子预留了位置，其中包括磁单极子、引力子和中间玻色子。
1964 年盖尔曼进一步提出了更复杂的模型。他认为质子之类的粒子并不是 基本粒子，而是由