第12章 基本粒子和自然的力(2)[第1页/共4页]

但是，电磁力在原子和分子的小标准下起首要感化。在带负电的电子和带正电的核中的质子之间的电磁力使得电子环绕着原子的核公转，正如同引力使得地球环绕着太阳公转一样。人们将电磁吸引力描画成是因为互换大量称作光子的无质量的自旋为1的虚粒子引发的。反复一下，这里互换的光子是虚粒子。但是，电子从一个答应轨道窜改到另一个离核更近的答应轨道时，开释能量并且发射出实光子――如果其波长恰当，则作为可见光可被肉眼察看到，或可用诸如拍照底版的光子探测器察看到。一样，如果一个光子和原子相碰撞，可将电子从离核较近的答应轨道挪动到较远的轨道。如许光子的能量被耗损掉，它也就被接收了。

直到1956年人们都信赖，物理定律别离从命三个叫做C、P和T的对称。C（电荷）对称的意义是，定律对于粒子和反粒子是不异的；P（宇称）对称的意义是，定律对于任何景象和它的镜像（右手方向自旋的粒子的镜像变成了左手方向自旋的粒子）是不异的；T（时候）对称的意义是，如果你倒置统统粒子和反粒子的活动方向，体系应回到起初的那样；换言之，定律对于进步或后退的时候方向是一样的。1956年，两位美国物理学家李政道和杨振宁提出弱感化实际上不从命P对称。换言之，弱力使得宇宙和宇宙的镜像以分歧的体例生长。同一年，他们的一名同事吴健雄证了然他们的预言是精确的。她把放射性原子的核摆列在磁场中，使它们的自旋方向分歧。尝试表白，在一个方向比另一方向发射出得更多电子。次年，李和杨为此获得诺贝尔奖。人们还发明弱感化不从命C对称，便是说，它使得由反粒子构成的宇宙以和我们的宇宙分歧的体例行动。固然如此，弱力仿佛确切从命CP结合对称。也就是说，如果每个粒子都用其反粒子来代替，则由此构成的宇宙的镜像和本来的宇宙以一样的体例生长！

在温伯格・萨拉姆实际中，当能量远远超越100吉电子伏时，这3种新粒子和光子都以类似的体例行动。但是，大部分普通环境下粒子能量要比这低，粒子之间的对称被粉碎了。W+、W-和Z。获得了大的质量，使之照顾的力变成非常短程。萨拉姆和温伯格提出此实际时，很少人信赖他们，因为加快器还未强大到将粒子加快到产生实的W+、W-和Z粒子所需的100吉电子伏的能量。但在而后的十几年里，在较低能量下这个实际的其他预言和尝试合适得如许好，使他们和也在哈佛的谢尔登・格拉肖一起获得1979年的诺贝尔物理学奖。格拉肖提出过一个近似的同一电磁和弱感化的实际。因为1983年在CERN（欧洲核子研讨中间）发明了具有被精确预言的质量和其他性子的光子的3个有质量的朋友，使得诺贝尔委员会制止了犯弊端的尴尬。带领几百名物理学家作出此发明的卡罗・鲁比亚和开辟了被利用的反物质储藏体系的CERN工程师西蒙・范德・米尔分享了1984年的诺贝尔奖。（除非你已经是顶峰人物，当今要在尝试物理学上留下陈迹极其困难！）第四种力是强核力。它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子核中的质子和中子束缚在一起。人们信赖，称为胶子的另一种自旋为1的粒子照顾强感化力。它只能与本身以及与夸克相互感化。强核力具有一种称为禁闭的古怪性子：它老是把粒子束缚成不带色彩的连络体。

为甚么夸克比反夸克多这么多？为何它们的数量不相称？这数量有所分歧必定使我们交了好运，不然，初期宇宙中它们必将已经相互泯没了，只余下一个充满辐射而几近没有物质的宇宙。是以，厥后也就不会有人类生命赖以生长的星系、恒星和行星。光荣的是，大同一实际能够解释，固然乃至刚开端时二者数量相称，为何现在宇宙中夸克比反夸克多。正如我们已经看到的，大同一实际答应夸克变成高能下的反电子。它们也答应相反的过程，反夸克变成电子，电子和反电子变成反夸克和夸克。在极初期宇宙有一期间是如此之热，粒子能量高到足以产生这些窜改。但是，它为何使夸克比反夸克多呢？启事在于，物理定律对于粒子和反粒子不是完整不异的。