物理学最新动态与发展趋势
日常教学工作非常忙碌，很少有时间去探讨、了解与中学教学直接关联的物理问题。本次参加全国物理教师国培活动，有幸认识了当今物理学界的物理大家、泰山北斗，使我们知道了作为中学物理教师搞好常规教学的同时，还需要了解新的教学理念和教学方法，尤其要知道物理学的最新动态、最新发展趋势。这样才能更好的驰骋讲坛，站的高、望的远，才有可能为祖国培养一流的人才。学习之余，我们通过研讨、读书、上网，了解到当今科学研究中三个突出的基本问题：宇宙构成、物质结构及生命的本质和维持；所对应的现代新技术革命的八大学科分别是：能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术和计算机技术等。物理学在这些问题的解决和学科中占有首要的地位。
物理学发展的前沿领域有：
一、能物理和核物理的前沿领域
A.高能物理：高能物理研究的主要内容是粒子的种类、性质、它们之间的相互作用力、它们是由什么构成和如何构成的、粒子层次和组成它们的更基本的组元层次的新现象和新规律。由于高能加速器的建造，近40年来这门学科得到极大的发展，它的进展对认识原子核和宇宙的起源与进化也有深刻的影响。其前沿领域有：(1)发展“标准模型”
已知微观世界里的力有强力、电磁力、弱力和引力等四种，已发现的微观粒子可以分成强子与轻子二类。强子是有着这四种力的粒子，轻子是有着强力之外三种力的粒子。迄今我们对粒子物理的认识可以由“标准模型”所归纳。在这个模型里，轻子是基本的，而强子是由更基本的组元——夸克构成的，组成微观世界的组元是三代轻子（υθ,θ），（υμ,μ），（υτ,τ）和三代夸克(u，d),(c，s),(t，b)。电磁力与弱力由电-弱统-理论描述，传递电磁力是光子，传递弱力的是矢量玻色子。传递强力的是胶子，其规律由量子色动力学（QCD）描述。这三种力的来源是破缺的定域规范对称性，破缺是由希格斯（Higgs）粒子引起的。虽然希格斯粒子和υτ中微子尚未发现，但目前所有的实验结果都与标准模型符合。“标准模型”并不完美，目前大部分人相信它是一个有效的唯象理论。仍存在很多基本问题有待解决。例如，在理论中的参数达20个之多，其中11个来自希格斯机制。这样的模型显然不能成为高能物理的基本理论。因此，深入检验标准模型，探索这些参数的来源并找寻向基本理论的发展，是今后重要的研究领域。
（2）粒子的质量起源与自发对称性破缺机制研究
这三代轻子和三代夸克的质量有着令人惊讶的巨大差异：中微子质量比几个电子伏特还小，而顶夸克质量为质子的180倍，与金原子核相近。虽然规范对称性要求光子、胶子和引力子的质量为零，但是它并不要求中微子的质量为零。希格斯粒子被引入标准模型以产生规范对称性的自发破缺，但是其质量与耦合强度的大小已超出标准模型的范畴。所有这些都是有待解决的研究前沿问题。
（3）新粒子和更深层次的粒子
实验上和理论上都不排除有更多的新粒子的存在，例如，磁单极子和其他较重的粒子。也没有任何的理由限定目前的粒子的组元只能有三代，新的代意味着新的种类的粒子，每一种新粒子的发现都会对粒子物理带来新的突破。不计反粒子，目前构成物质结构的最小基本组分是6种轻子，18种夸克以及传递电、弱、强相互作用的12种媒介子。虽然直至10-17厘米尺度尚未有夸克与轻子具有结构的迹象，
但是面对这个不小的粒子数目，已经提出研究它们与希格斯粒子是否有结构并由更深层次粒子组成的问题。
（4）粒子相互作用力的深入了解
在粒子领域中对电磁力与弱力了解得较好，已经建立起一个统一的图像。对强作用力的了解次之，QCD至今未遇到严重的挑战，虽然人们对它的求解并不满意。建立这三种力的统一图像是很吸引人的，它将继续是今后研究的方向。至今引力在粒子的相互作用中可以忽略。但是在很高的能量下，引力将变得重要。它能否纳入目前量子场论的框架与能否和其他三种力有一个统一的图像，都是有待研究的重要问题。
（5）发展更高能量的基于及非基于加速器的实验装置
高能加速器是近年来发展粒子物理的最重要的实验装置，但随着能量的提高，目前建造费用已增加到非一个国家所能负担的程度，必须衡量发展本国科技的轻重缓急并走国际合作的道路。随着技术与探测手段的发展，在一些非基于加速器的装置上，如地下及高山的宇宙线实验装置、质子衰变探测器等，也做出重要的工作。总之，更高能量、更高精度与更高性能这三方面是今后实验设备的努力方向。
B．核物理
作为自然科学基础性研究最重要的基础分支学科之一，原子核物理学研究在近年来继续获得极为迅速的发展。随着加速器技术和核探测技术的巨大进步，原子核物理学在新的自由度和新的层次上不断取得令人瞩目的成果，充分显示出原子核物理学科研究的活力和重要意义。前沿领域：
(1)核子（特别是夸克）自由度
对原子核研究的深入研究表明，把核看成只是核子组成的系统是不够的，随着实验的进展，介子、共振态等非核子自由度相继被揭示出来。近处高能物理的进展显示，所有这些粒子都是由夸克与胶子构成的，它们的相互作用遵从量子色动力学（QCD）。这个图像的引入，对核物理的发展产生了强大的推动作用。非核子——特别是夸克自由度的研究将是今后的一个重要方向。其实验进展取决于优良性能的加速器与探测器，如各种介子工厂与高占空比的高能强流电子加速器等。
(2)能量（或温度，或密度）自由度
近十多年来中、高能重离子加速器的建造，使原子核物理研究从低入射能和低激发能条件下进行的核反应机制和核结构的研究，扩展到更高入射能（所谓中、高能乃至相对论能区）、更高激发能、更高核温度区域。随着能量、温度和密度的增高，高温核的形成和衰变，原子核巨共振，液汽相变，介质效应等研究获得了出色成果。对核物质状态方程的研究在理论和实验上通过对多重碎裂、集体流、阈下介子发射等方面的研究取得了初步进展。更高能量的重离子对撞机将有可能提供足够高的温度与密度以研究极端状态下核的状态方程，特别是探索夸克理论预言的新的物质形态：夸克-胶子等离子体（QGP）。原子核物理沿能量自由度的研究正孕育着新的突破。
(3)质子-中子比自由度——远离稳定线核素合成和研究
对远离稳定线的丰中子核或丰质子核（原子核的质子-中子比处于极端条件下）的研究，发现一些全新的物理现象，如新的壳模型幻数、新的衰变方式（与极大的QB值相联系的β缓发1-4个中子，β缓发1-4个质子，β缓发α粒子和β缓发裂变，以及直接质子或重离子发射等），核形状、大小、电磁矩的变化，新的形变区等。这些研究不但对检验和发展原子核理论模型、而且对天体物理的研究起重要作用。近年来，轻质量极丰中子核11^Li中子晕及之相联系的新集体运动模式的发现和研
