第12章 基本粒子和自然的力(2)[第3页/共4页]

人们停止了一系列尝试，可惜没有获得任何质子或中子衰变的确切证据。有一个尝试是在俄亥俄的莫尔顿盐矿里停止的（为了制止其他因宇宙射线引发的会和质子衰变相混合的事件产生），用了8000吨水。因为在尝试中没有观察到自发的质子衰变，是以能够预算出，能够的质子寿命起码应为1000万亿亿亿（1前面跟31个0）年。这比简朴的大同一实际所预言的寿命更长。但是，一些更精美的大同一实际预言的寿命比这更长，是以需求用更活络的手腕对乃至更大量的物质停止查验。

此中最风趣的预言是，构成凡是物质的大部分质量的质子能够自发衰变成诸如反电子之类更轻的粒子。之以是能够，其启事在于，在大同一能量下，夸克和反电子之间没有本质的分歧。在普通环境下一个质子中的三个夸克没有充足能量窜改成反电子，因为不肯定性道理意味着质子中夸克的能量不成能严格稳定，此中一个夸克会非常偶尔地获得充足能量停止这类窜改。如许质子就要衰变。夸克要获得充足能量的概率是如此之低，起码要等候100万亿亿亿年（1前面跟30个O）才气有1次。这比宇宙从大爆炸以来的春秋（约莫100亿年――1前面跟10个0）要长很多了。是以，人们会以为不成能在尝试上检测到质子自发衰变的能够性。但是，人们能够察看包含极大数量质子的大量物质，以增加检测衰变的机遇。（比方，如果察看的工具含有1前面跟31个0个质子，遵循最简朴的GUT，能够预感在1年内应能看到多于一次的质子衰变）。

固然观察质子的自发衰变非常困难，但很能够正因为这相反的过程，即质子，或更简朴地说，夸克的产生导致了我们的存在。它们是从宇宙开初的能够想像的最天然的体例――一夸克并不比反夸克更多的状况下产生的。地球上的物质主如果由质子和中子，进而由夸克构成。除了少数由物理学家在大型粒子加快器中产生的以外，不存在由反夸克构成的反质子和反中子。我们从宇宙线中获得的证据表白，我们星系中的统统物质也是如许：除了少数当粒子和反粒子对停止高能碰撞时产生的以外，没有发明反质子和反中子。如果在我们星系中有很大地区的反物质，则能够预感，在正反物质的鸿沟会观察到大量的辐射。很多粒子在那边和它们的反粒子相碰撞、相互泯没并开释出高能辐射。

大同一能量的数值还晓得得不太清楚，能够起码有1000万亿吉电子伏特。现在朝粒子加快器只能使大抵能量为100吉电子伏的粒子相碰撞，而打算制作的机器的能量可升到几千吉电子伏。要制作足以将粒子加快到大同一能量的机器，其体积必须和太阳系一样大――这在当代经济环境下不太能够做到。是以，不成能在尝试室里直接查验大同一实际。但是，如同在弱电同一实际中那样，我们能够查验它在低能量下的推论。

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！