第12章 基本粒子和自然的力(2)[第1页/共5页]

但是，1964年，还是两个美国人――J・W・克罗宁和瓦尔・费兹――发明，在某种称为K介子的衰变中，乃至连CP对称也不从命。1980年，克罗宁和费兹终究因为他们的研讨而获得诺贝尔奖。（很多奖是因为显现宇宙不像我们曾经想像的那么简朴而授予的！）有一个数学定理说，任何从命量子力学和相对论的实际必须从命CPT结合对称。换言之，如果同时用反粒子来置换粒子，取镜像另偶然候反演，则宇宙的行动必须是一样的。但是，克罗宁和费兹指出，如果仅仅用反粒子来代替粒子，并且采取镜像，但不反演时候方向，则宇宙的行动不不异。以是，如果人们反演时候方向，物理学定律必须窜改――它们不从命T对称。

初期宇宙必定是不从命T对称的：跟着时候进步，宇宙收缩――如果它今后发展，则宇宙收缩。并且，因为存在着不从命T对称的力，是以当宇宙收缩时，相对于将电子变成反夸克，这些力将更多的反电子变成夸克。然后，跟着宇宙收缩并冷却下来，反夸克就和夸克泯没，但因为已有的夸克比反夸克多，少量多余的夸克就留下来。恰是它们构成我们明天看到的物质，由这些物质构成了我们本身。

因为夸克有色彩（红、绿或蓝），人们不能获得伶仃的夸克本身。相反，一个红夸克必须用一串胶子和一个绿夸克以及一个蓝夸克连接在一起（红+绿+蓝=白）。如许的三胞胎构成了一个质子或中子。其他的能够性是由一个夸克和一个反夸克构成的对（红+反红，或绿+反绿，或蓝+反蓝=白）。如许的连络体构成了称为介子的粒子。介子是不稳定的，因为夸克和反夸克会相互泯没，而产生电子和其他粒子。近似地，因为胶子也有色彩，色禁闭使得人们不成能获得伶仃的胶子本身。相反，人们所能获得的胶子的团，其叠加起来的色彩必须是白的。如许的团构成了称为胶球的不稳定粒子。

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。

我们没有直接的证据，表白其他星系中的物质是由质子、中子还是由反质子、反中子构成，但二者必居其一，在单一的宇宙中不能有异化，不然，我们又会察看到大量由泯没产生的辐射。是以，我们信赖，统统的星系是由夸克而不是反夸克构成；看来，一些星系为物质，而另一些星系为反物质也是难以置信的。

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）。