换言之,在低能下球可以存在于37个不同状态。如果由于某种原因,们只能在低能下观察球,们就会认为存在37种不同类型球!
在温伯格——萨拉姆理论中,当能量远远超过100吉电子伏时,这三种新粒子和光子行为方式很相似。但是,大部份正常情况下能量要比这低,粒子之间对称就被破坏。W+、W-和Z0得到大质量,使之携带力变成非常短程。萨拉姆和温伯格提出此理论时,很少人相信他们,因为还无法将粒子加速到足以达到产生实W+、W-和Z0粒子所需百吉电子伏能量。但在此后十几年里,在低能量下这个理论其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和也在哈佛谢尔登·格拉肖起被授予1979年物理诺贝尔奖。格拉肖提出过个类似统电磁和弱作用理论。由于1983年在CERN(欧洲核子研究中心)发现具有被正确预言质量和其他性质光子三个带质量伴侣,使得诺贝尔委员会避免犯错误难堪。领导几百名物理学家作出此发现卡拉·鲁比亚和发展被使用反物质储藏系统CERN工程师西蒙·范德·米尔分享1984年诺贝尔奖。(除非你已经是巅峰人物,当今要在实验物理学上留下痕迹极其困难!)
第四种力是强作用力。它将质子和中子中夸克束缚在起,并将原子中质子和中子束缚在起。般认为,称为胶子另种自旋为1粒子携带强作用力。它只能与自身以及与夸克相互作用。强核力具有种称为禁闭古怪性质:它总是把粒子束缚成不带颜色结合体。由于夸克有颜色(红、绿或蓝),人们不能得到单独夸克。反之,个红夸克必须用串胶子和个绿夸克以及个蓝夸克联结在起(红+绿+蓝=白)。这样三胞胎构成质子或中子。其他可能性是由个夸克和个反夸克组成对(红+反红,或绿+反绿,或蓝+反蓝=白)。这样结合构成称为介子粒子。介子是不稳定,因为夸克和反夸克会互相湮灭而产生电子和其他粒子。类似地,由于胶子也有颜色,色禁闭使得人们不可能得到单独胶子。相反地,人们所能得到胶子团,其迭加起来颜色必须是白。这样团形成称为胶球不稳定粒子。
色禁闭使得人们观察不到个孤立夸克或胶子,这事实使得将夸克和胶子当作粒子整个见解看起来有点玄学味道。然而,强核力还有个叫做渐近自由性质,它使得夸克和胶子成为定义得很好概念。在正常能量下,强核力确实很强,它将夸克很紧地捆在起。但是,大型粒子加速器实验指出,在高能下强作用力变得弱得多,夸克和胶子行为就像自由粒子那样。图5.2是张个高能质子和个反质子碰撞照片。
图5.2个质子和个反质子在高能下碰撞,产生对几乎自由
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