基本粒子与“周期表”

据说，苏联化学家门捷列夫在一次睡梦中发现化学元素按一定的方式排列成表列，由此发现了化学元素周期表，它成为科学研究所必不可少的工具。在本世纪四十年代之前，人们已经意识到电子及质子、中子是组成物质微粒的“基本粒子”。可在四十年代和五十年代，人们首先从宇宙射线中，而后又从高能加速器中发现了许多新的不稳定粒子，他们的质量千差万别，有的比电子小，有的比质子大，有的介于两者之间，个数及种类也十分繁杂，一时很难让人找到其规律性，有必要对其进行分类。
     如何进行分类呢？物理学家盖尔曼找到了一种很好的方法——八重法。1929年9月15日，盖尔曼生于美国纽约，他在基本粒子方面的研究使他成为该领域的权威。更为重要的是，他根据挪威数学家 S·李提出的李群的对称性成功把基本粒子进行了分类。盖尔曼首先注意到几乎所有的已知粒子都可被分成族或多重态，而这些多重态又显示出与李群相应的几何图样，盖尔曼将他的分类法称之为八重法（传说，在佛教里，如果按照佛教里八种生活方式生活，就会使你免受痛苦）。
     根据这种分类法，盖尔曼发现，有些对称位置上还空着，正象门捷列夫发现周期中有空位而预言了尚未发现的化学元素存在一样，盖尔曼根据这些空位的存在预言了一些尚未被发现的基本粒子，如τ°介子，Σ及Ω−重子等，都在后来的观测中被找到了，由此证明这种分类法是正确的。盖尔曼还对基本粒子间的相互作用类型进行了分类，分为以下四类：万有引力作用，电磁相互作用，弱相互作用和强相互作用。与门捷列夫的化学元素周期表一样，盖尔曼对基本粒子进行分类的基本粒子“周期表”也是进行基本粒子研究的物理学家不可缺少的工具。