第12章 基本粒子和自然的力(2)[第2页/共5页]

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！

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。

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。