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弯曲的旅行 · 第二十七节

《弯曲的旅行》第二十七节

弱力只作用于左旋粒子并能改变粒子类型,但其作用距离极短,仅约10-16厘米,与引力、电磁力随距离平方衰减的规律截然不同。

弱力只作用于左旋粒子并能改变粒子类型,但其作用距离极短,仅约10-16厘米,与引力、电磁力随距离平方衰减的规律截然不同。费米曾提出一种无需中间玻色子的相互作用来解释贝塔衰变,在低能下有效,但推广到高能会产生概率大于1等荒谬结果。物理学家最终认识到,弱力作用距离短是因为传递它的弱规范玻色子具有约100GeV的质量;无质量的光子和引力子则能远距离传递力。弱规范玻色子质量的来源是希格斯机制要解决的问题。

强力由量子色动力学描述,传递力的规范玻色子是胶子,它将质子等强子中的组分紧紧束缚。20世纪50至60年代发现的强子质量很大,盖尔曼提出它们由夸克构成,这一预言后来被证实,他因此获1969年诺贝尔奖。夸克分三种色荷,只有组成色中性的组合(如三个夸克,或夸克与反夸克一对)才能稳定存在。质子由两个上夸克和一个下夸克构成,中子由一个上夸克和两个下夸克构成,电荷相应为+1和0。SLAC的深度非弹性散射实验提供了夸克存在的直接证据,弗里德曼、肯德尔、泰勒因此共获1990年诺贝尔奖。

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