所携带。它自身没有质量,所以所携带力是长程。太阳和地球之间引力可以归结为构成这两个物体粒子之间引力子交换。虽然所交换粒子是虚,它们确实产生可测量效应——它们使地球绕着太阳公转!实引力构成经典物理学家称之为引力波东西,它是如此之弱——并且要探测到它是如此之困难,以致于还从来未被观测到过。
另种力是电磁力。它作用于带电荷粒子(例如电子和夸克)之间,但不和不带电荷粒子(例如引力子)相互作用。它比引力强得多:两个电子之间电磁力比引力大约大100亿亿亿亿亿(在1后面有42个0)倍。然而,共有两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷之间力是互相排斥,而异种电荷则互相吸引。个大物体,譬如地球或太阳,包含几乎等量正电荷和负电荷。由于单独粒子之间吸引力和排斥力几乎全抵消,因此两个物体之间纯粹电磁力非常小。然而,电磁力在原子和分子小尺度下起主要作用。在带负电电子和带正电核中质子之间电磁力使得电子绕着原子核作公转,正如同引力使得地球绕着太阳旋转样。人们将电磁吸引力描绘成是由于称作光子无质量自旋为1粒子交换所引起。而且,这儿所交换光子是虚粒子。但是,电子从个允许轨道改变到另个离核更近允许轨道时,以发射出实光子形式释放能量——如果其波长刚好,则为肉眼可以观察到可见光,或可用诸如照相底版光子探测器来观察。同样,如果个光子和原子相碰撞,可将电子从离核较近允许轨道移动到较远轨道。这样光子能量被消耗殆尽,也就是被吸收。
第三种力称为弱核力。它制约着放射性现象,并只作用于自旋为1/2物质粒子,而对诸如光子、引力子等自旋为0、1或2粒子不起作用。直到1967年伦敦帝国学院阿伯达斯·萨拉姆和哈佛史蒂芬·温伯格提出弱作用和电磁作用统理论后,弱作用才被很好地理解。此举在物理学界所引起震动,可与100年前马克斯韦统电学和磁学并驾齐驱。温伯格——萨拉姆理论认为,除光子,还存在其他3个自旋为1被统称作重矢量玻色子粒子,它们携带弱力。它们叫W+(W正)、W-(W负)和Z0(Z零),每个具有大约100吉电子伏质量(1吉电子伏为10亿电子伏)。上述理论展现称作自发对称破缺性质。它表明在低能量下些看起来完全不同粒子,事实上只是同类型粒子不同状态。在高能量下所有这些粒子都有相似行为。这个效应和轮赌盘上轮赌球行为相类似。在高能量下(当这轮子转得很快时),这球行为基本上只有个方式——即不断地滚动着;但是当轮子慢下来时,球能量就减少,最终球就陷到轮子上37个槽中个里面去。
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