第12章 基本粒子和自然的力(2)[第3页/共5页]

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。

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。

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。

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。