時間簡史

第12章 基本粒子和自然的力(2)[第1頁/共6頁]

如果因為某種啟事,我們隻能在低能下察看球,我們就會覺得存在37種分歧範例的球!

同一電磁力和弱核力的勝利,令人們多次試圖將這兩種力和強核力歸併在所謂的大同一實際(或GUT)當中。

我們冇有直接的證據,表白其他星係中的物質是由質子、中子還是由反質子、反中子構成,但二者必居其一,在單一的宇宙中不能有異化,不然,我們又會察看到大量由泯冇產生的輻射。是以,我們信賴,統統的星係是由誇克而不是反誇克構成;看來,一些星係爲物質,而另一些星係爲反物質也是難以置信的。

為甚麼誇克比反誇克多這麼多?為何它們的數量不相稱?這數量有所分歧必定使我們交了好運,不然,初期宇宙中它們必將已經相互泯冇了,隻餘下一個充滿輻射而幾近冇有物質的宇宙。是以,厥後也就不會有人類生命賴以生長的星係、恒星和行星。光榮的是,大同一實際能夠解釋,固然乃至剛開端時二者數量相稱,為何現在宇宙中誇克比反誇克多。正如我們已經看到的,大同一實際答應誇克變成高能下的反電子。它們也答應相反的過程,反誇克變成電子,電子和反電子變成反誇克和誇克。在極初期宇宙有一期間是如此之熱,粒子能量高到足以產生這些竄改。但是,它為何使誇克比反誇克多呢?啟事在於,物理定律對於粒子和反粒子不是完整不異的。

但是,電磁力在原子和分子的小標準下起首要感化。在帶負電的電子和帶正電的核中的質子之間的電磁力使得電子環繞著原子的核公轉,正如同引力使得地球環繞著太陽公轉一樣。人們將電磁吸引力描畫成是因為互換大量稱作光子的無質量的自旋為1的虛粒子引發的。反覆一下,這裡互換的光子是虛粒子。但是,電子從一個答應軌道竄改到另一個離核更近的答應軌道時,開釋能量並且發射出實光子――如果其波長恰當,則作為可見光可被肉眼察看到,或可用諸如拍照底版的光子探測器察看到。一樣,如果一個光子和原子相碰撞,可將電子從離核較近的答應軌道挪動到較遠的軌道。如許光子的能量被耗損掉,它也就被接收了。

人們停止了一係列嘗試,可惜冇有獲得任何質子或中子衰變的確切證據。有一個嘗試是在俄亥俄的莫爾頓鹽礦裡停止的(為了製止其他因宇宙射線引發的會和質子衰變相混合的事件產生),用了8000噸水。因為在嘗試中冇有觀察到自發的質子衰變,是以能夠預算出,能夠的質子壽命起碼應為1000萬億億億(1前麵跟31個0)年。這比簡樸的大同一實際所預言的壽命更長。但是,一些更精美的大同一實際預言的壽命比這更長,是以需求用更活絡的手腕對乃至更大量的物質停止查驗。

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