3、现代量子力学的几个疑难问题讲解
量子力学实验中常见问题解答
量子力学实验中常见问题解答量子力学是一门研究微观世界的科学，它描述了微观粒子的性质和相互关系。
在量子力学的实验中，我们常常会遇到一些问题和困惑。
本文将解答一些量子力学实验中常见的问题，帮助读者更好地理解量子力学。
问题一：什么是量子？答：量子是指在量子力学中描述微观粒子状态和相互作用的基本单位。
在经典物理中，我们通常关注的是连续值，如质量、速度和能量等。
而在量子力学中，粒子的状态和属性是以离散的量子数来描述的，这些量子数称为量子。
量子数可以是整数，也可以是半整数，它们决定了粒子的能量、角动量等特性。
问题二：什么是量子叠加态？答：量子叠加态是量子力学中的一个基本概念。
它是指一个系统可以同时处于多个状态的叠加，而不仅仅是单一状态。
例如，一个粒子既可以是自旋向上，也可以是自旋向下，它们可以同时出现在叠加态中。
在进行观测之前，粒子处于这种叠加态，观测结果会塌缩为一个确定的状态。
问题三：为什么量子力学的结果具有概率性？答：量子力学中的概率性是由波函数的性质决定的。
波函数是描述粒子状态的数学函数，它包含了粒子的全部信息。
根据量子力学原理，粒子的状态可以通过波函数的值来表示。
而波函数的演化是通过薛定谔方程描述的，它是一个复杂的微分方程。
当我们对粒子进行观测时，波函数会塌缩为某个确定的状态，具体的结果是随机的，服从概率分布。
问题四：什么是量子纠缠？答：量子纠缠是量子力学中一种非常特殊的相互作用现象。
当两个量子系统处于纠缠态时，它们的状态是相互关联的，无论它们之间存在多远的距离。
纠缠可以发生在粒子的各种属性之间，如自旋、位置等。
当一个粒子处于纠缠态时，它的状态无法单独描述，只有考虑整个系统的波函数才能完全描述其行为。
问题五：量子隧穿是什么？答：量子隧穿是指量子粒子突破势垒的现象。
在经典物理中，当粒子遇到高势垒时，它们会被完全反射。
但在量子力学中，粒子具有波粒二象性，它们可以通过势垒的无限高处，出现在势垒的另一侧。
这是因为量子粒子的波函数在势垒两侧都不为零，使得一部分粒子概率波通过势垒。
高中物理量子力学问题解答技巧分享
高中物理量子力学问题解答技巧分享量子力学是物理学中的一门重要学科，也是高中物理的一部分。
在学习量子力学时，同学们常常会遇到一些难题，下面我将分享一些解答这类问题的技巧，希望能帮助大家更好地理解和掌握量子力学。
一、波粒二象性问题在量子力学中，波粒二象性是一个基本概念。
同学们在学习中常常会遇到这样的问题：一个电子以速度v通过一个狭缝，问电子通过狭缝后，其行为是波动还是粒子性质？该问题的考点是波粒二象性的理解和应用。
解答这类问题时，我们可以从波动和粒子性质的特点入手。
波动具有干涉和衍射的特点，而粒子具有位置和动量的确定性。
对于这个问题，我们可以根据电子通过狭缝后是否出现干涉和衍射现象来判断。
如果出现了干涉和衍射现象，那么电子就具有波动性质；如果没有出现，那么电子就具有粒子性质。
举个例子来说明，当一个电子通过一个狭缝时，如果在屏幕上观察到干涉条纹或衍射图样，那么可以确定电子具有波动性质。
反之，如果在屏幕上观察到一个明亮的点，那么可以确定电子具有粒子性质。
通过这个例子，我们可以看出，判断一个物体是具有波动性质还是粒子性质，关键在于观察其行为是否具有波动和粒子性质的特点。
二、量子力学中的测量问题在量子力学中，测量是一个重要的概念。
同学们在学习中常常会遇到这样的问题：一个粒子处于叠加态，进行测量后，会得到什么结果？该问题的考点是量子力学中的测量原理和测量结果的确定性。
解答这类问题时，我们需要理解量子力学中的测量原理。
根据量子力学的测量原理，当一个物理量被测量时，只能得到其可能的取值，而不能确定其具体取值。
这是因为在测量前，粒子处于叠加态，具有多个可能的状态，测量后，粒子会塌缩到其中一个状态上，但具体塌缩到哪个状态是随机的。
举个例子来说明，当一个粒子处于叠加态时，我们对其进行测量，可能会得到两个可能的结果。
例如，一个电子处于叠加态，可能是自旋向上和自旋向下的叠加态，进行测量后，可能得到自旋向上或自旋向下两种结果，而具体结果是随机的。
量子力学理论题 难题
量子力学理论题难题简介量子力学是一门研究微观世界的物理学科，涉及到粒子的行为和性质。
尽管量子力学已经取得了重大突破，但仍存在一些难题需要解决。
本文将介绍一些量子力学中的理论难题。
1. 波粒二象性量子物理中的波粒二象性是指粒子既具有粒子特性又具有波动特性。
尤其在双缝实验中，粒子表现出干涉和衍射现象，但当观察到粒子时又以粒子形式呈现。
这种波粒二象性现象尚未得到完全的解释。
2. 量子纠缠量子纠缠是指当两个或多个粒子处于相互关联状态时，它们之间存在一种非经典的相互依赖关系。
纠缠状态导致了量子纠缠难题，即对纠缠系统中各个粒子的测量结果并不是预测确切的，而是以某种概率性的方式出现。
3. 观察者效应观察者效应是指观察者的存在和行为会影响到被观察系统的行为。
量子力学中的观察者效应表现为测量的结果可能由观察者的选择所决定。
这一现象引发了一系列的哲学和解释问题，需要进一步的研究和讨论。
4. 可重现性问题量子力学中的实验结果往往具有一定的不确定性，同样的实验条件也可能得到不同的结果。
这引发了对于量子理论中不确定性原理的讨论，以及如何解释和理解实验结果的重现性问题。
5. 勒贝格假设量子力学中的勒贝格假设指的是系统的演化是确定性、可逆的。
然而，该假设与量子测量的随机性相冲突。
如何解决勒贝格假设与实验现象之间的矛盾，仍然是一个悬而未决的问题。
结论量子力学理论在解释微观世界中的现象和行为方面取得了巨大的成功和进展。
然而，仍有一些难题需要进一步深入研究和解决。
通过持续的实验和理论研究，我们将能够更好地理解和利用量子力学，推动科学的进步。
注：这篇文档根据作者提供的指导进行撰写，所有内容都是基于现有的知识和理解。
对于未经证实的内容不予引用。
量子力学难点题目解析与解决方法
量子力学难点题目解析与解决方法量子力学是一门复杂而抽象的物理学科，其研究对象是微观领域的粒子和它们之间的相互作用。
由于其深奥的理论和独特的数学表达方式，许多人在学习和应用量子力学时遇到了困难。
本文将分析常见的量子力学难点，并提供解析和解决的方法。
一、波粒二象性波粒二象性是量子力学的核心概念之一。
它指出微观粒子既具有粒子的特征，又具有波动的特征。
这一概念常常让人感到迷惑，因为在日常生活中我们很少观察到这种现象。
解决这一问题的方法是通过实验验证波粒二象性，例如双缝干涉实验和光电效应实验。
通过这些实验，我们可以亲身体验到量子粒子的行为与波动性质。
二、不确定原理不确定原理是量子力学的另一个重要概念。
它表明我们无法同时准确测量一个粒子的位置和动量，或者一个粒子的能量和时间。
这与经典物理学的观念相悖，因为在经典物理学中我们可以准确地预测物体的状态。
要解决这一问题，我们需要接受不确定原理，并学会利用概率的概念来描述量子系统的性质。
通过进行量子力学的数学推导和计算，我们可以得到一系列可能的结果，并通过统计方法来估计最终的测量值。
三、量子叠加态和纠缠态量子叠加态和纠缠态是量子力学中最令人困惑的概念之一。
量子叠加态指的是一个粒子处于多个状态的叠加状态，而纠缠态则指的是两个或多个粒子之间存在一种特殊的联结关系。
这些概念与我们熟悉的经典物理学中的状态描述方式不同，因此往往难以理解。
解决这一问题的方法是通过数学工具，例如矩阵和张量的运算，来描述和计算量子系统的状态。
同时，通过实践和实验，我们可以观察到叠加态和纠缠态所展现出的奇特现象，从而更好地理解这些概念。
四、量子力学方程和算符量子力学方程和算符是量子力学中的核心工具。
它们通过数学表达方式描述了量子系统的演化和性质。
然而，对于初学者来说，这些方程和算符的符号和操作往往令人困惑。
为了解决这一问题，我们需要系统地学习量子力学的数学基础，包括线性代数和微积分。
通过掌握这些数学知识，我们可以更好地理解和应用量子力学方程和算符。
3、现代量子力学的几个疑难问题
现代量子力学的几个疑难问题核子的结构也不清楚。
为什么氦核如此稳定？为什么铀238非常稳定，而铀235却是裂变的？为什么中子的寿命只有十几分钟，可是和质子结合在一起形成原子核以后就可以稳定了？为什么粒子的寿命相差几十个数量级？为什么物质的导电率相差几十个数量级？射电类星体到底是什么东西?1、高压物理实验：发现许多物质（包括单质、化合物）在超高压力作用下电阻要随之减小。
例如，中国科学院物理研究所鲍忠兴等人所做的非晶碳电阻的压力效应实验, 在咼压物理实验中对非晶碳样品进行了多次电阻随压力变化的实验测量，非晶碳样品在2GPa内电阻发生较大变化，在2GPa时，其电阻值减小72%在2〜4GPa以内，电阻值随压力增加继续减小，在4GPa时，电阻值减小83%而在4GPa以后，电阻随压力增加变化很小。
旧量子论和旧量子力学是不能解释的。
【312.阿佛加德罗常数的测定：即阿佛加德罗常数定律：在相同的温度与压强下，相等容积所含任何气体的分子数（摩尔数）相等。
并且多次物理实验证明是正确的。
即在理想气体状下，任何气体的一摩尔体积内所含的分子数都等于 6.022045 X 1023 mol二。
理想气体是对实际气体的简化，它要求分子间除碰撞外没有能量耦合，这使得系统的内能严格地等于各分子动能的总和。
当实际气体密度足够小时，它的行为接近理想气体，可以把压强趋于零的实际气体当作理想气体来处理。
【4】为什么不同元素气体分子的体积在压强趋于零时其体积趋于一个相等的常数？即为什么任何理想气体分子体积膨胀量相等, 并且是一个常数？如何从本质上解释，需要理论突破。
4 、物质的热膨胀、冷收缩的实质问题：传统理论认为, 物体的状态方程，在压强不变条件下气体的体积随温度升高而增加；对于液体和固体, 在平衡位置附近作热振动的粒子间的平均距离随温度而改变，温度越高，距离越大。
以上解释, 只算得上是一种维象理论，尚未涉及热胀冷缩的本质。
这种理论无法回答，当物体（分子）热膨胀的时候，其原子的体积是收缩或是膨胀；当物体（分子）冷收缩的时候，也不能回答其原子的体积是膨胀或是收缩。
听起来很高深的量子力学问题
听起来很高深的量子力学问题
量子力学确实是一个高深的领域，涉及到一些非常奇特和令人困惑的现象。
以下是几个著名的量子力学问题：
1. 薛定谔的猫：这是一个著名的思想实验，涉及到量子叠加和观测的问题。
简而言之，这个实验表明，在未被观测的情况下，一个物体可以处于多种状态的叠加，只有当被观测时，才会“坍缩”成一种确定的状态。
2. 量子纠缠：这是指两个或多个量子系统之间存在一种特殊的关系，使得它们的状态是高度相关的。
当一个系统的状态改变时，另一个系统的状态也会立即改变，即使它们之间的距离非常遥远。
3. 黑体辐射问题：这是量子力学中的一个经典问题，涉及到黑体辐射的能量分布。
这个问题在经典物理学中无法解释，但在量子力学中得到了完美的解决。
4. 测量问题：在量子力学中，测量是一个有争议的问题。
一些物理学家认为，测量会使得量子态“坍缩”，而另一些则认为量子态的坍缩是一个主观概念，与观察者有关。
5. 宇宙的起源和演化：量子力学是目前对宇宙微观层面的最深入的理论之一，但它并不能完全解释宇宙的起源和演化。
一些物理学家正在试图将量子力学与广义相对论结合起来，以更好地理解宇宙的本质。
总之，量子力学是一个深奥而有趣的领域，它仍然有许多未解之谜和需要进一步研究的问题。
量子力学五大未解之谜
量子力学五大未解之谜量子力学是物理学的基础理论之一，它诞生于20世纪初。
虽然近百年的研究使得量子力学在科学和技术方面取得了众多成就，但是这个理论本身仍然存在着很多未解之谜。
下面将介绍量子力学的五大未解之谜。
1. 波粒二象性波粒二象性是量子力学的基本特征之一。
在实验中，有些粒子表现出来是粒子一样的，有些表现出来是波一样的，甚至还有一些既表现出来是粒子一样的，又表现出来是波一样的。
这种波粒二象性是量子力学无法解释的问题之一。
目前的解释理论是布洛赫理论，它是将波粒二象性看作是粒子在晶体中移动方式的一种特殊现象。
2. 不可切割性和量子纠缠量子纠缠是指两个粒子之间的相互作用导致它们之间的状态互相依存。
例如，对于用量子力学描述的两个粒子，如果对其中一个进行测量，那么另一个粒子的状态会立即发生改变，即使它们之间的距离很远，甚至是遥远的。
这种现象被称为不可切割性和量子纠缠。
在量子力学中，不可切割性是指量子物理量不能被仅仅拆分成多个独立变量来描述，而必须描述为整体。
但是，我们仍然无法解释两个相互挂钩的粒子之间是如何传递信息的。
3. 黑体辐射和紫外灾难黑体辐射是指由于温度而引起的物体发出的电磁辐射。
这种辐射是一种连续的光谱，包含了所有波长的光。
但是，根据经典理论，根据光的波动模型，黑体辐射应该会无限制增加。
这种情况被称作紫外灾难。
在20世纪初，普朗克提出了能量量子化的假设，即辐射能只能以几个固定值的形式释放。
这种量子化假设为量子力学的发展提供了基础，但是目前仍未找到完美的理论来解决黑体辐射和紫外灾难。
4. 量子测量问题在量子力学中，只有在进行测量时，粒子的位置和速度才能被确定。
然而，测量粒子的位置或速度会引起粒子状态的坍缩，从而无法得到完整的信息。
这个问题被称为量子测量问题。
尽管它在很多实验中被高度重视，但目前仍无法找到一种理论来解决这个问题。
5. 量子重力量子重力是量子力学和广义相对论的结合。
相对论解释万有引力引起物质弯曲的现象，而量子力学解释了微观领域中的粒子运动。
物理学专业考研复习资料量子力学重难点解析
物理学专业考研复习资料量子力学重难点解析物理学专业考研复习资料：量子力学重难点解析量子力学是现代物理学的基石之一，也是物理学专业考研中的重要科目。
掌握量子力学的基本原理和重难点是考研复习的关键。
本文将针对量子力学考研的重难点进行解析，希望能够帮助考生更好地备考。
一、波粒二象性及波函数波粒二象性是量子力学的核心概念之一。
在量子力学中，粒子既具有粒子性带电荷，也具有波动性。
对于微观粒子，无法同时确定其粒子位置和动量，这体现了不确定性原理。
在考研复习中，需要理解和掌握波粒二象性的基本概念，如德布罗意假说和波粒对应关系等。
波函数是描述量子力学体系的基本工具，它可以用来计算各种物理量的期望值。
在考研复习中，需要熟悉波函数的表示形式、归一化条件以及波函数的解释等内容。
此外，还要了解波函数的复性质和相位因子的影响。
二、量子力学中的算符和测量算符是量子力学中非常重要的概念，用来描述各种物理量。
在考研复习中，需要了解常见算符的定义和性质，如位置算符、动量算符和角动量算符等。
此外，还要熟悉算符的本征值和本征函数，并能够运用算符进行计算。
测量是量子力学中另一个重要的概念，用来描述对量子力学体系进行观测的过程。
在考研复习中，需要理解测量对波函数的坍缩和测量结果的统计性质。
同时，还应了解不可约性原理和干涉现象在测量中的应用。
三、量子力学中的定态和定态方程定态是量子力学中一种非常重要的数学抽象，用来描述处于某一能量状态的粒子体系。
在考研复习中，需要理解定态波函数和定态方程的概念，如定态薛定谔方程等。
此外，还要了解定态能量的取值和定态波函数的特点。
定态方程是量子力学中的基本方程之一，可以用来求解粒子的波函数和能级。
在考研复习中，需要熟悉定态方程的求解方法，如无限深势阱、简谐振子和氢原子等模型的定态方程求解。
四、量子力学中的角动量角动量是量子力学中的重要物理量，也是考研复习的难点之一。
在考研复习中，需要了解轨道角动量和自旋角动量的定义和性质。
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3、现代量子力学的几个疑难问题核子的结构也不清楚。
为什么氦核如此稳定？为什么铀238非常稳定，而铀235却是裂变的？为什么中子的寿命只有十几分钟，可是和质子结合在一起形成原子核以后就可以稳定了？为什么粒子的寿命相差几十个数量级？为什么物质的导电率相差几十个数量级？射电类星体到底是什么东西？1、高压物理实验：发现许多物质（包括单质、化合物）在超高压力作用下电阻要随之减小。
例如，中国科学院物理研究所鲍忠兴等人所做的非晶碳电阻的压力效应实验，在高压物理实验中对非晶碳样品进行了多次电阻随压力变化的实验测量，非晶碳样品在2GPa内电阻发生较大变化，在2GPa时，其电阻值减小72%；在2～4GPa以内，电阻值随压力增加继续减小，在4GPa时，电阻值减小83%；而在4GPa以后，电阻随压力增加变化很小。
旧量子论和旧量子力学是不能解释的。
【3】2．阿佛加德罗常数的测定：即阿佛加德罗常数定律：在相同的温度与压强下，相等容积所含任何气体的分子数（摩尔数）相等。
并且多次物理实验证明是正确的。
即在理想气体状下，任何气体的一摩尔体积内所含的分子数都等于6.022045×1023mol1 。
理想气体是对实际气体的简化，它要求分子间除碰撞外没有能量耦合，这使得系统的内能严格地等于各分子动能的总和。
当实际气体密度足够小时，它的行为接近理想气体，可以把压强趋于零的实际气体当作理想气体来处理。
【4】为什么不同元素气体分子的体积在压强趋于零时其体积趋于一个相等的常数？即为什么任何理想气体分子体积膨胀量相等，并且是一个常数？如何从本质上解释，需要理论突破。
4、物质的热膨胀、冷收缩的实质问题：传统理论认为，物体的状态方程，在压强不变条件下气体的体积随温度升高而增加；对于液体和固体，在平衡位置附近作热振动的粒子间的平均距离随温度而改变，温度越高，距离越大。
以上解释，只算得上是一种维象理论，尚未涉及热胀冷缩的本质。
这种理论无法回答，当物体（分子）热膨胀的时候，其原子的体积是收缩或是膨胀；当物体(分子)冷收缩的时候，也不能回答其原子的体积是膨胀或是收缩。
因此这个问题仍有待进一步的研究【6】。
5、固体的比热问题：1907年，由于Einstein和德拜的工作解释了固定比热在温度进入低温区时，其比热迅速减小的现象。
但是，他们的解释并没有回答比热变化与原子内结构变化的相互关系，没有回答比热变化的本质问题。
因此，固体比热的本质问题有待进一步探讨，以使理论趋于统一【7】。
6、氢光谱实验：1918年，丹麦物理学家玻尔解释了氢光谱，为原子物理学的发展创立了良好的开端。
但是，氢分子的原子、电子是如何发射出氢光谱不同频率的电磁波的？发射电磁波时，原子的体积是收缩，或是膨胀？发射电磁波的时候，电子是加速或是减速？不同频率的电磁波是电子在什么位置上发射出来的？不同频率的电磁波是谁先发射出来？它们发射出来的顺序是什么？传统的理论尚不能作出答复。
因此，有必要对氢光谱实验的理论解释作进一步探讨，以使理论趋于统一【8】。
7、化学键的本质问题：分子中原子间的相互结合力。
十七至十八世纪，对原子间的结合力是以力学的观点进行解释的。
1812年，瑞典化学家柏采利乌斯提出了电化二元学说，首次把原子形成的原因归结为静电力，接触了化学键的本质。
1852年，英国化学家弗兰克进一步研究了化合物的组成和化学式，第一次提出了原子价的思想，使人们对于化学键的研究，从过去的定性考察进入到定量认识的新阶段。
1916年，德国化学家柯塞尔提出，化合价的本质是原子最外层电子行为的表现，他提出了电价理论；同年，美国化学家路易斯提出了共价理论；它们的诞生，使经典的价键理论日趋成熟，并初步揭示了化学键的本质。
1927年，德国化学家海特勒和英国化学家伦敦首先把量子力学应用到化学领域，通过求解薛定锷方程来揭示氢分子中化学键的本质，用电子云重叠的观点解释化学键的形成。
最近，据英《新科学家》报道，在西德和英国的一些实验室里，化学家们正在合成由碳和磷原子组成的分子，用传统的化学原理不能解释这些原子形成的特殊结构，导致对化学键理论产生困惑，理论工作者们应该对此作出新的解释，或创立新的化学键理论，以使理论趋于统一。
8、电阻的本质问题：电阻随温度的升高而线性增加，半导体的电阻可以在某个温度的升高而增加，而在另一温度范围内随温度升高而急剧减小，即具有负的电阻温度系数，在低温下物体的电阻剧烈地减小，几乎接近于零。
以上三种情况下的电阻本质，传统的理论解释却是不统一的，这种不统一性，标志着电阻的真正本质尚未被揭示，有待进一步探讨，使理论达到统一【11】【12】【13】。
9、超导实验：1911 年荷兰物理学家卡茂林──翁纳斯发现，在绝对温度4.2k附近，水银的电阻消失，这个现象称为“超导电性”。
1958年，美国物理学家巴丁、库柏及斯里弗三人合作创立了超导的唯象理论──BCS理论，它预言：超导的临界温度极限为40k左右，这个极限早已被突破。
由于高临界温度的超导物质被发现，有待于进一步从理论上阐明高温超导现象的机理，探索实现室温超导性的方法，使理论趋于大统一【14】【15【16】。
因为BCS理论只研究了s波配对。
如果研究p波配对，那么两个电子的自旋方向可以相同。
进来实验上发现了p波配对的超导，此外还有d波配对。
10、热核聚变实验：1952年，美国成功地试验了氢弹，第一次实现了非受控的即爆炸式的热核聚变，释放出了大量的聚变能。
此后，人们就开始把注意力转向探索聚变能的和平利用上来，开始了受控热核聚变理论和方法的研究。
但是，经过近40年的探索，尚未取得成功。
按传统的理论去解释热核聚变总是有矛盾的，人们过去对此问题总是采取回避态度。
倘若真的是等离子体(电子脱离氘原子核 )相互碰撞才产生的聚变反应，它们就一定不可能完全碰到对方。
因为，当距离f→0时，库仑排斥力f→s，而外界压应力又不是无穷大，哪来的力使它们克服库仑斥力完全碰到对方呢？这个问题有待进一步的研究解决，以使理论达到大统一【2】。
11、冷核聚变问题：1989年3月23日，美国化学家庞斯和英国化学家弗莱希曼在新闻发布会上公布了“冷核聚变”实验的部分结果。
这一实验结果，争论很大。
目前，“理论的现状使化学家把目光投向核物理学家，而核物理又寄希望于固体物理，指望在固体晶格中粒子寿命会变长；或在固体晶格里会出现只释放能量而不放出中子的新型聚变反应……”【11】【10】。
12、原子振动实验：大量的物理实验发现,在一定温度下,组成凝聚物体(如固体、液体)的原子在其平衡位置附近，不停地振动。
原子为什么要振动，振动的动力是什么？物体吸热和放热与原子振动有什么关系？这些问题，目前，尚未搞清楚，有待进一步探讨【9】【5】。
13、质子的寿命有多长，如何来理解？以前人们认为质子与中子不同，它永远不会分裂成更小的颗粒．这曾被当成真理．然而在70年代，理论物理学家认识到，他们提出的各种可能成为“大一统理论”--该理论把除引力外的所有作用力汇于一炉--的理论暗示：质子必须是不稳定的．只要有足够长的时间，在极其偶然的情况下，质子是会分裂的．办法是捕捉到正在死去的质子．许多年来，实验人员一直在地下实验室中密切注视大型的水槽，等待着原子内部质子的死去．但迄今为止质子的死亡率是零，这意味着要么质子十分稳定，要么它们的寿命很长--估计在10亿亿亿亿年以上．构成我们星体的物质是从不对称数量的早期宇宙中出现的物质与反物质湮灭的小的残余物。
这一小的不平衡可能依靠假设的质子不稳定性，即物质的最简单形式和稍倾向于物质的构成多于反物质形成的物理法则。
因为这意味着所有核物质的不稳定性，所以发现质子衰变将是一个具有历史意义的事件。
为寻找质子衰变，已经投入巨大努力。
寻找质子衰变过去是日本神冈和超级神冈探测器，以及美国Irvien-Michigan-Beookhave实验和Soudan探测器原来的主要目标。
虽然没有观测到质子衰变，但那里的科学家们在中微子物理方面做出了如第五个问题中提到的给人印象深刻的发现。
斯坦福直线加速器中心（SLAC）的B工厂和BaBar 探测器通过研究B介子，有机会对宇宙中物质大大多于反物质做出解释。
正负电子在几十亿电子伏特时对撞，可以按B介子衰变成其他粒子的方式研究非对称。
非对称被称为CP破坏，1964年首次发现。
CP破坏仍然没有完全被弄明白，据信，它起码对大爆炸形成宇宙后物质的存在多于反物质负部分责任。
研究这一重要的非对称也会扩大我们对基本粒子的了解。
B工厂的物理学家们已经发现物质与反物质在衰变成被称为重短寿命粒子的鲜明差别。
14、我们能否定量地理解量子色动力学中的夸克和胶子约束以及质量差距的存在？量子色动力学（ＱＣＤ）是描述强核子力的理论．这种力由胶子携带，它把夸克结合成质子和中子这样的粒子．根据量子色动力学理论，这些微小的亚粒子永远受到约束．你无法把一个夸克或胶子从质子中分离出来，因为距离越远，这种强作用力就越大，从而迅速地把它们拉回原位．但物理学家还没有最终证明夸克和胶子永远不能逃脱约束．他们也不能解释为什么所有能感受强作用力的粒子必须至少有一丁点儿的质量，为什么它们的质量不能为零．一些人希望M理论能提供答案，这一理论也许还能进一步阐明重力的本质．15、量子力学：量子力学取得了巨大成功，但它描述的是自然的最终理论吗？也许它会在很小的距离上和非常复杂的系统中失效，是否可用来描绘整个宇宙也还值得探讨。
最近物理学家的测量结果表明，质子的电荷半径比以前认为的要小4%，如果这一结论获得进一步证实，那意味着阐释光和物质相互作用的量子力学理论本身有问题，又或许是基于现有质子大小计算和使用的里德伯常量是错误的，不论哪种情况都将需要重写基础物理理论。
16、量子色动力学（QCD）：量子色动力学可以完全求解吗？17、为什么几十年来在高能粒子加速器碰撞实验中，喷射出来所有碎片的自由粒子，所有粒子分裂衰变整个过程的所有过渡产物粒子，包括最终稳定的质子、电子、中微子、光子，不是电中性的，就是只带一个单位电荷的粒子？18．基本粒子最基本组成单元是什么？为什么所谓带分数电荷的36种“夸克”（含反粒子）居然会全部被禁闭？如果确实存在，那么禁闭的原因又是什么？为什么无穷小的点电荷一直未见能量“发散”？希格斯粒子?19．为什么所有微观粒子都具有波粒二象性特征？我们至今仍不知道它们的形成原理和具体运动规律！为什么核能是E=mc2？是什么原因导致原子核内和所有粒子的质量缺失？20．为什么质子、中子、电子及几百种原子核素都有固定不变的静止质量、磁矩值和相应的电磁场空间分布范围？它们的能量、磁矩是怎么形成的？又该如何精确计算？质子会衰变吗?磁单极探测? 超重元素(奇特核)；21．为什么质子、中子、所有的基本粒子内部和原子核内都存在强、弱、电、磁相互作用？它们之间是什么关系？各相互作用形成原理如何？强度又该如何精确计算？中微子有无静质量?自由夸克的探测,胶子?弱、电、强、引力能否统一? 引力子或引力波的探测；22．为什么天然放射系起始核Th232、U235、U238的总核子数都接近234？为什么已经合成核电荷数为114的重原子核仍然是极不稳定的？是什么原因导致核素稳定岛的预言失败？为什么稳定的结束核是Pb206、Pb207、Pb208？为什么原子核在高能快中子面前竟是完全“透明”的？它们内部到底呈什么样的结构？从铁到铀的重元素如何形成？暗物质和可能的暗能量都生成于宇宙初始时期—氦、锂等轻元素形成的时候。