一、为什么研究小小的基本粒子,要用巨大的加速器
基本粒子是目前人们观察到的*小的粒子。
基本粒子究竟有多么小？如果有一种放大镜能把乒乓球放大到地球那样大，按同样的放大倍数来看基本粒子，也不过像一只乒乓球那样大。把一万亿个基本粒子排成一列横队，叫这列横队齐步穿过缝衣针的小孔，也还绰绰有余。为了研究这小小的基本粒子，物理学家却动用了直径大到2千米的高能加速器，这是为什么呢？原来，在微观世界中，物质运动的规律同我们平时生活中所见到的完全不同。在宏观世界里，粒子运动的时候，总有一条明确的轨迹；波动则是以弥漫于空间的形式出现的。因此，粒子就是粒子，波就是波，谁也不会把它们混淆起来。
20世纪初，当物理学家的研究深入到**、原子以及更深的层次时，却发现这些微小的粒子，有许多奇怪的行为，不能用以往的经验来解释。法国有一位历史学家叫路易斯•徳布罗意，他受到研究实验物理学的哥哥的影响，改行研究物质结构。1924年，他向巴黎大学理学院递交了一篇*士论文，在论文中他提出了一种新观点，认为任何一个粒子的运动都有一种波和它伴随，并影响到粒子的运动。这种波的波长，和粒子的动量成反比。由于我们肉眼所看到的物体质量太大，用德布罗意的公式来计算波长就非常之短，观察不到这种波的影晌。可是，对于原子和**世界中的粒子来讲，这种波的行为却很强烈。徳布罗意认为，只要承认这个假定，就可以解释如原子这类粒子的许多反常的行为。开始，大家对他的说法将信将疑，不久实验证实了徳布罗意的观点。这位新*士因此获得了诺贝尔奖。
物理学家在探索微观世界时，经常采用的一种方法是把一束已知*质的基本粒子作为炮弹，去轰击所要研究的某种未知的基本粒子，通过观察它们之间的相互作用，来研究靶粒子的*质。在研究基本粒子的时候，为了看清它的结构，作为炮弹的基本粒子的波长，应该越短越好，或者是它们的动量越大越好；否则，由于波动的强烈干扰，很难对靶粒子作出**的测量。可是，粒子朿的能量越大，它们就越难驯服，就是要它们转个弯也很不简单。解决的办法，只能把加速器的“跑道”弯曲的程度尽量减小，这样加速器的直径也就越来越大了。
**的意大利原子物理学家恩里科•费米，曾风趣地说过：如果人们想要制造一台能量达到宇宙射线那样的加速器，这台加速器的圆周就会大得足以套到地球的赤道上。但是，人们相信，将来利用某种新技术(如超导技术)，可以使加速器的尺寸大为缩小。不过，从目前的情况来看，物理学中研究的对象越小，使用的仪器设备确实是越来越大了。
二、奇异社区用什么加速器
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三、什么叫非奇异矩阵
非奇异矩阵是亦称非退化矩阵，又称满秩矩阵，一种重要而应用广泛的特殊矩阵，数域P上行列式｜A｜≠0的n阶矩阵A称为非奇异矩阵，如果|A|=0，则A称为奇异矩阵，亦称退化矩阵。
非奇异矩阵另一种矩阵是用来描述构成实验粒子物理基石的散射实验的重要工具。当粒子在加速器中发生碰撞，原本没有相互作用的粒子在高速运动中进入其它粒子的作用区，动量改变，形成一系列新的粒子。
这种碰撞可以解释为结果粒子状态和入射粒子状态线*组合的标量积。其中的线*组合可以表达为一个矩阵，称为S矩阵，其中记录了所有可能的粒子间相互作用。
非奇异矩阵线*变换及对称：
线*变换及其所对应的对称，在现代物理学中有着重要的角色。例如，在量子场论中，基本粒子是由狭义相对论的洛伦兹群所表示，具体来说，即它们在旋量群下的表现。内含泡利矩阵及更通用的狄拉克矩阵的具体表示，在费米子的物理描述中，是一项不可或缺的构成部分。
而费米子的表现可以用旋量来表述。描述*轻的三种夸克时，需要用到一种内含特殊酉群SU(3)的群论表示；物理学家在计算时会用一种更简便的矩阵表示，叫盖尔曼矩阵，这种矩阵也被用作SU(3)规范群，而强核力的现代描述──量子色动力学的基础正是SU(3)。
还有卡比*-小林-益川矩阵（CKM矩阵）：在弱相互作用中重要的基本夸克态，与指定粒子间不同质量的夸克态不一样，但两者却是成线*关系，而CKM矩阵所表达的就是这一点。
四、什么是奇异的粒子
寻找物质的基本构成物，一直是西方科学的一个主流方向。西方科学由希腊时期起始，就有了物质是由原子构成的说法。*早“原子”这个词，在希腊文中就是“不可分”的意思。这种原子是构成物质*小基本单元的观念，到1911年英国科学家卢瑟福在曼彻斯特大学发现原子中还有原子核以前，一直是科学家深信不疑的。
接着科学家又发现，原子中还有带正电的质子和带负电的电子。起初人们以为，质子和电子都是在原子核里面，后来发现这个想法无法圆满解释一些问题。1932年，英国科学家查德威克发现了不带电的中子，并且确定了在原子核里面只有质子和中子，电子是环绕在原子核外做高速运动的。同一年，美国加州理工学院的科学家安德森，在探测来自太空的宇宙射线的仪器中，看到了一种新的粒子。这是人类从来没有发现过的一种东西，一种“反物质”。
这个粒子是电子的反物质，叫做正电子或正子。前四种粒子即质子、中子、电子、正电子，加上爱因斯坦早在1905年提出以颗粒学说来解释光的一些特*，而得出传送光的粒子——光子，到1932年底，科学家已知的基本粒子，一共有了五种。
到了20世纪60年代，基本粒子的数目增加到几十个之多，这种数目的多少，与科学家对“基本”的定义有关。现在粒子物理学家一般认为的基本粒子，有轻子、夸克和规范玻色子。轻子和夸克各由三个家族组成，规范玻色子则是传送宇宙四种基本作用力的粒子。这种把轻子和夸克当做基本粒子，加上四种基本作用力来解释物质现象的说法，物理学家称之为标准模型。
太空中由于星球燃烧爆炸，会放出许多高能量的宇宙射线。自从1910年科学家首次在巴黎艾菲尔铁塔上使用探测仪器得知这种宇宙射线存在的可能后，就开始在法国阿尔卑斯山、美国洛基山、南美安第斯山等高山以及高的建筑物上来进行探测，甚至还利用气球、飞机载着仪器升空，去探测这种射线。当时科学家用来在地上探测宇宙射线的仪器叫做“云雾室”。“云雾室”中的“云雾状物质”会在高能量宇宙射线经过的地方，变成带电状态而显示出宇宙射线的轨迹来。安德森的正电子就是这样发现的。有很长一段时间，宇宙射线是科学家获得一些生命期限很短的新粒子的主要来源。但是，由于这些宇宙射线飞越遥远距离，又受到地球大气层和地球磁场的影响，数量和能量都不容易控制。因此利用宇宙射线来研究一些新粒子的特*，并不是十分方便和准确的办法。
于是便有了人造高能粒子束的构想，这就是加速器。头一个加速带电粒子到相当高能量的加速器是1932年两位英国科学家柯克考夫特和瓦顿利用电场和磁场加速带正电质子完成的。这种类型的“柯克考夫特—瓦顿”加速器，就是现在所谓直线加速器的初始原型。这种直线加速器由于在增加能量上碰到问题，于是一种新的构想，将带电粒子在一个圆形轨道中加速的概念出现了。
*先成功地利用这一概念发展成一个高能量圆环加速器的科学家，正是曾经做过吴健雄老师的劳伦斯，他所设计和制造的回旋加速器，不但大大改变了粒子科学研究的面貌，也替他赢得了1939年诺贝尔物理学奖。到了20世纪50年代，两座回旋加速器先后完成，开启了粒子物理实验的一个崭新的局面，也促成了杨振宁、李政道在理论研究上取得**进展。
其实，在加速器研制成功以前，科学家已经在宇宙射线的探测中，看到许多新的粒子，这些粒子由于没有理论预测过它们的存在。因此被称为“奇异粒子”。“奇异粒子”*早是由两位英国实验物理学家罗契斯特和巴特勒1947年在观测宇宙射线的云雾室中看到的。这种“奇异粒子”和普通的物质似乎很不一样。一般说来，普通物质是由质子、中子和电子组成，但是普通物质被高能量质子撞击的时候，撞击的“碎片”中就会产生出“奇异粒子”。在许多的“奇异粒子”当中，*引起科学家兴趣的有两种粒子。这两种粒子分别被命名为θ（希腊字母，读作西塔）和τ（读作套）。
五、非奇异矩阵是什么意思
非奇异矩阵是亦称非退化矩阵，又称满秩矩阵，一种重要而应用广泛的特殊矩阵，数域P上行列式｜A｜≠0的n阶矩阵A称为非奇异矩阵，如果|A|=0，则A称为奇异矩阵，亦称退化矩阵。
非奇异矩阵另一种矩阵是用来描述构成实验粒子物理基石的散射实验的重要工具。当粒子在加速器中发生碰撞，原本没有相互作用的粒子在高速运动中进入其它粒子的作用区，动量改变，形成一系列新的粒子。
这种碰撞可以解释为结果粒子状态和入射粒子状态线*组合的标量积。其中的线*组合可以表达为一个矩阵，称为S矩阵，其中记录了所有可能的粒子间相互作用。
非奇异矩阵线*变换及对称：
线*变换及其所对应的对称，在现代物理学中有着重要的角色。例如，在量子场论中，基本粒子是由狭义相对论的洛伦兹群所表示，具体来说，即它们在旋量群下的表现。内含泡利矩阵及更通用的狄拉克矩阵的具体表示，在费米子的物理描述中，是一项不可或缺的构成部分。
而费米子的表现可以用旋量来表述。描述*轻的三种夸克时，需要用到一种内含特殊酉群SU(3)的群论表示；物理学家在计算时会用一种更简便的矩阵表示，叫盖尔曼矩阵，这种矩阵也被用作SU(3)规范群，而强核力的现代描述──量子色动力学的基础正是SU(3)。
还有卡比*-小林-益川矩阵（CKM矩阵）：在弱相互作用中重要的基本夸克态，与指定粒子间不同质量的夸克态不一样，但两者却是成线*关系，而CKM矩阵所表达的就是这一点。