粒子结构方面

随着粒子的不断增多,物理学家也不断提出了粒子的多种复合模型。

1943 年,德布罗意提出熔合模型,认为光子由中微子对组成。1949 年产生了费米—杨振宁(FY)模型,假定π介子是基元核子-反核子的复合体。发现奇异粒子后,推广 FY 模型出现了不同方案:以 K 介子为奇异粒子基元的Goldhaber 模型;以Λ超子为基元的坂田模型。1960 年,Frisch 以Λ与 K 为基元的模型特别对称。对轻子、重子考虑基辅对称性,又发展出名古屋模型和中微子统一模型。数学上展开了对 U(3)、SU(3)的一系列研究。1962 年,Gell-Mann,Ne'eman 提出八重态模型。1964 年 Gell-Mann 等进一步发展为统一的夸克模型。这是结构模型的一座里程碑。它提出了下一层次的新粒子,取得了重大的成绩。结合汤川理论,夸克间相互作用必须存在胶子(gluon)。1969 年,基于粒子碰撞时其中有点状结构的实验, Feynman 提出部分子(parton)模型。以后和夸克结合导致了多种夸克-部分子模型。目前公认的标准夸克是分数电荷和渐近自由的;为了克服统计性等困难,必须引入色;具有红外奴役才能解释迄今没有发现夸克的实验事实。由于存在夸克—轻子对称性,以及夸克数也在不断增加,70 年代开始,国内外又有人提出了多种亚夸克模型。如 Pati-Salam 的前子(preon) 模型,宫学惠—焦善庆的亚夸克模型,Harari 的 rishon 模型等。甚至还有亚夸克组成的前—前子模型。

但由于夸克一直未被发现,因此国际上始终有些人并不赞成夸克模型。此外,与夸克观点相反,Chew 等发展了认为“基本”粒子完全民主平等,彼此互相组成而没有下一层次的靴带(boot-strap)模型。并且看来矛盾的夸克与靴带之间又存在有趣的二重性。