夸克。
统电磁和弱力成功,使许多人试图将这两种力和强核力合并在所谓大统理论(或GUT)之中。这名字相当夸张,所得到理论并不那辉煌,也没能将全部力都统进去,因为它并不包含引力。它们也不是真正完整理论,因为它们包含许多不能从这理论中预言而必须人为选择去适合实验参数。尽管如此,它们可能是朝着完全统理论推进步。GUT基本思想是这样:正如前面提到,在高能量时强核力变弱;另方面,不具有渐近自由性质电磁力和弱力在高能量下变强。在非常高叫做大统能量能量下,这三种力都有同样强度,所以可看成个单独力不同方面。在这能量下,GUT还预言自旋为1/2不同物质粒子(如夸克和电子)也会基本上变成样,这样导致另种统。
大统能量数值还知道得不太清楚,可能至少有1千万亿吉电子伏特。而目前粒子加速器只能使大致能量为100吉电子伏粒子相碰撞,计划建造机器能量为几千吉电子伏。要建造足以将粒子加速到大统能量机器,其体积必须和太阳系样大——这在现代经济环境下不太可能做到。因此,不可能在实验室里直接证实大统理论。然而,如同在弱电统理论中那样,们可以检测它在低能量下推论。
其中最有趣是预言是,构成通常物质大部分质量质子能自发衰变成诸如反电子之类更轻粒子。其原因在于,在大统能量下,夸克和反电子之间没有本质不同。正常情况下个质子中三个夸克没有足够能量转变成反电子,由于测不准原理意味着质子中夸克能量不可能严格不变,所以,其中个夸克能非常偶然地获得足够能量进行这种转变,这样质子就要衰变。夸克要得到足够能量概率是如此之低,以至于至少要等100万亿亿亿年(1后面跟30个0)才能有次。这比宇宙从大爆炸以来年龄(大约100亿年——1后面跟10个0)要长得多。因此,人们会认为不可能在实验上检测到质子自发衰变可能性。但是,们可以观察包含极大数量质子大量物质,以增加检测衰变机会。(譬如,如果观察对象含有1后面跟31个0个质子,按照最简单GUT,可以预料在年内应能看到多于次质子衰变。)
人们进行系列实验,可惜没有个得到质子或中子衰变确实证据。有个实验是用8千吨水在俄亥俄莫尔顿盐矿里进行(为避免其他因宇宙射线引起会和质子衰变相混淆事件发生)。由于在实验中没有观测到自发质子衰变,因此可以估算出,可能质子寿命至少应为1千万亿亿亿年(1后面跟31个0)。这比简单大统理论所预言寿命更长。然而,些更精致更复杂大统理论预言寿命比这更长,因此需要用更灵敏手段对甚至更
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