第11章 基本粒子和自然的力(1)[第2页/共5页]
宇宙间统统已知的粒子能够分红两组:自旋为1/2的粒子,它们构成宇宙中的物质;自旋为0、1和2的粒子,正如我们将要看到的,它们在物质粒子之间产生力。物质粒子从命所谓的泡利不相容道理。这是奥天时物理学家沃尔夫冈・泡利在1925年发明的,他是以而获得1945年的诺贝尔奖。他是个原型的实际物理学家,有人如许说,他的存在乃至会使同一都会里的尝试出弊端!泡利不相容道理是说,两个近似的粒子不能存在于不异的态中,也就是说,在不肯定性道理给出的限定下,它们不能同时具有不异的位置和速率。不相容道理是非常关头的,因为它解释了为何物质粒子,在自旋为O、1和2的粒子产生的力的影响下,不会坍缩成密度非常高的状况的启事:如果物质粒子几近处在不异的位置,则它们必须有分歧的速率,这意味着它们不会长时候存在于不异的位置。如果天下在没有不相容道理的景象下创生,夸克将不会构成分离的表面清楚的质子和中子,进而这些也不成能和电子构成分离的表面清楚的原子。它们全数都会坍缩构成大抵均匀的稠密的“汤”。
夸克这个字应发夸脱的音,但是最后的字母是k而不是t,凡是和拉克(云雀)相压韵。
用上一章会商的波粒二象性,包含光和引力的宇宙中的统统都能以粒子来描述。这些粒子有一种称为自旋的性子。考虑自旋的一个别例是将粒子设想成环绕着一个轴自转的小陀螺。但是,这能够会引发曲解,因为量子力学奉告我们,粒子并没有任何表面清楚的轴。粒子的自旋真正奉告我们的是,从分歧的方向看粒子是甚么模样的。一个自旋为0的粒子像一个点:从任何方向看都一样 。另一方面,自旋为1的粒子像一个箭头:从分歧方向看是分歧的 。只要把它转过一整圈 时,这粒子才显得一样。自旋为2的粒子像个双头的箭头 :只要把它转过半圈 ,它看起来便一样。近似地,把更高自旋的粒子转了整圈的更小的部分后,它看起来便一样。统统这统统都是如许的直截了当,但惊人的究竟是,把有些粒子转过一圈后,它仍然显得分歧:你必须使其转两整圈!如许的粒子就说具有1/2的自旋。