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现代物理学一些分支学科的发展及展望
原子核物理学今后研究的重点有两个：
1.核素。各种不同类型的原子核叫做核素。目前人们已发现的核素有1800多种，其中稳定的核素约270多种，不稳定核素62种，有近1500种核素在自然界并不存在。按理论估计，人们有可能合成并识别的核素有5000-6000种。如果这个估计可靠，现在已经发现或合成的核素只占理论预言的1/3,尚有2/3的核素有待我们去发现。
对人工合成新核素问题，今后可朝两个方向努力。一是沿β稳定线向重核方向拓广，合成新的超重核。按理论估计N=184，Z=114的原子核是一个相当稳定的原子核，在它的附近有一个比较稳定的核素区，称为超重核稳定岛，今后的任务就是从实验上将它证实。另一个方向是向β稳定线两边拓广，这有可能发现孤立的稳定点。这种稳定点的特点是Z等于幻数，中子缺得很多。按Z等于幻数，核素应该稳定；按中子数缺得多，它应该不稳定。如何把这两种矛盾的东西统一在一个事实中，这将是对核结构理论的一个严重考验。
2.核反应。近20年来核反应研究已经向两个方面延伸：第一，由于加速器能够加速的粒子能量越来越高（不久前达到1011—1012电子伏），使人们的研究领域进入到亚核层次。在已发现的200多种粒子的基础上继续寻找新粒子，同时研究核子的内部结构。第二，改用重离子作炮弹轰击原子核。过去是用质子、氘核、中子、电子作炮弹，但不易获得大的能量。重离子由于质量大，核内电荷高，被加速以后动量、动能都要比轻离子高得多，因此它可以使原子核进入高激发态，容易合成远离β稳定线的新核素。李政道前几年曾说过，可能存在一种和我们今天所知道的原子核大不相同的非常稳定的原子核，它核子数高达几百、几千，密度为通常原子核的1.16倍，甚至2倍。结合能极大，可达几亿电子伏，比平常原子核大几十倍，为了找到这种不平常原子核，只能用高能重离子作炮弹。
基本粒子物理学未来的发展方向主要有三个方面：
1.探索更基本的建筑积木。按实验和规范场理论，人们对已发现的300多种基本粒子还可以按更基本的组成分为三个部分，首先是夸克家族，其次是粒子家族，第三是规范玻色子家族。现已发现了五种夸克，但按规范场理论，当能量达38GeV时应该有第六种夸克存在，这就是一个奋斗目标。但当达到更高能量出现新的实体时，是否会有更基本的粒子出现呢？夸克有没有更深层次的组元？有一种新理论认为，自然界的一切物质都是由两种实体组合而成的，被称为毛子和里什子。是否是这样，人们正为此努力。
就轻子而言，过去一直认为电子、μ子、τ子各对应一个中微子。现在有人提出新看法，认为三种中微子不是真正不同的，而是从一种振荡到另一种。这种理论的必然结论是中微子有质量。究竟如何，等待进一步研究。
2.探索自然界基本规律的统一性。大统一理论指电磁—弱力—强力统一。该理论的基本思想是，假定这三种力在宇宙大爆炸之后某一早期（10-35秒）在强度上是等同的，参与携带力作用的规范粒子有W＋、W－、Z0、玻色子、光子、胶子，以及15种超重的“轻夸克”玻色子，目前只有光子已表现出它是独立存在的，其它的尚属假设。如果能创造出大爆炸后10-35秒时的相同条件，自然可以找到这些假设的规范粒子是否存在，也可验证大统一理论的正确性，但那个时刻的温度极高，为1028K,相互作用距离仅为10-29cm，等价粒子的能量为1015GeV，这种极端条件很难创造出来，所以验证大统一理论是困难的。但这种理论有一个预言，即质子衰变。它可能衰变成较轻的轻子（即可能成为正电子和不带电的π介子）。从宇宙大爆炸至今，宇宙至今只有1010年，质子的寿命约为1031年，这就是说质子发生衰变机率很小，1000吨物质中，每年大约有50个质子发生衰变，但在原则上仍可探测到质子衰变，目前已有两个大规模的实验在美国进行。
为了实现四种力的统一，必须在统一场论中包括引力。最近几年，由于引力场的量子化取得成功，就朝统一方向迈出一步。但按超引力场理论，应该有两种预言的场粒子—玻色引力子和费米引力子存在，但至今未观测到任何一种超引力场粒子，这也是基本粒子物理的待攻克的内容。
3.高能粒子能量的开发问题。高能粒子的能量很大，它比化学能高几个数量级，比裂变、聚变能也至少高一、二个数量级（化学能为103eV、裂变、聚变能为105-107eV，粒子能108-109eV）。如何利用这种能量有待研究。
受控热核反应
能源是发展生产、提高人们生活水平的重要物质基础。目前各国采取的能源政策不同，侧重点亦不同。如日本“近期靠石油，中期靠裂变，远期靠聚变。”西欧制定了核聚变统一规划；美国把核聚变列为能源部优先发展的重点项目，众议院还在《1980年核聚变研究发展实证法案》中决定2000年建成示范堆，强调有必要作一次核聚变的“阿波罗”计划。这说明各国都十分强调聚变能的研究，因为它有许多优点。首先它用的原料是氘、氚，氘在海水中大量存在，取之不尽。其次它无污染，反应过程中无放射性废物产生。但从技术上看有许多问题还没有解决，主要是加热和约束问题。这种聚变反应需要1亿度的高温，但从目前的技术水平看，在美国的普林斯顿大环上利用中子注入技术可使温度达7500万度，距离1亿度的理论值还有一段距离。至于约束问题，在这样高的温度下没有任何一种材料可以做容器，为此设计了各种约束等离子体的方法。主要有磁约束和惯性约束。前者指利用通电线圈产生磁场约束住四散的粒子，但这样耗电很大，要用大量仪器，不合算。为此发展了惯性约束，即燃料靶丸同时受到来自各方的激光或粒子束的轰击，靶丸外壳气化，随之产生的冲击波集中于燃料上，使之爆聚，并把它加热到聚变所需温度。
凝聚态物理学
凝聚态是固态和液态的总称。凝聚态物理学是研究凝聚态物质的微观结构，及其对环境的响应、相变以及微观相互作用。凝聚态物理学是由固体物理学扩展而来的。近一二十年来，由于社会对新材料的需要，人们在固体物理中开始研究和块状物质结构不同的表面以及内部原子不像晶体那样规则排列的无序或部分有序系统，这就是液晶、液态金属等。固体物理学这个名称已不足以概括其研究范围，于是人们使用了凝聚态物理学取代了固体物理学的称呼。在这个领域，由于应用背景很强，受到普遍的重视，如美国有25%以上的物理学家从事凝聚态方面的研究，其出版物占整个物理领域的1/3以上，说明该领域是非常活跃的。

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