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第13章 粒子物理的创立(第4页)

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,否则就得面对加州海鸥的怒火。

另外,用鸟鸣声给粒子取名并不是最奇怪的事情。

物理学家阿兰·古斯给一种假象的粒子取名为“暴胀子”

,因为它让宇宙加速膨胀。

弗兰克·维尔切克给一种粒子取名为“axion”

,这是一种洗涤剂的品牌。

[7]

色彩丰富的语言

盖尔曼提出了夸克的存在,几年后,人们通过实验发现了夸克。

在实验中,科学家向中子发射轻子(电子、μ子和τ子),并观察它们的路径。

如果中子是“中子场”

中不可再分的物质,轻子就会呈锐角反弹回来。

但如果像盖尔曼预测的那样,中子由夸克亚结构组成,轻子就只会偏转,被夸克粒子的电荷吸引而偏离航线。

[8]

实验结果符合盖尔曼的预测,为我们提供了一种新型粒子,也为正在研究的原子核提供了一种量子场论。

质子和中子各由三个夸克组成,考虑到海森堡不确定性原理,这些夸克周围有数千个虚夸克。

维持稳定的三个夸克叫作“价夸克”

,它们决定了整体的同一性。

由于夸克带电,我们知道夸克会与光子场相互作用。

但存在一个明显的问题:为什么带正电的两个上夸克不会相互排斥?带相同电荷的两个粒子不可能相安无事,因此需要有人来解释,为什么原子核在形成的瞬间不会爆炸成碎片?

日本物理学家汤川秀树提出有一种比电磁力强得多的力,是它使质子形成一个整体,也是它让质子和中子保持稳定。

这种力可以压倒电荷的排斥,原因是它非常强,所以汤川秀树给它取名为“强核力”

电磁力与强核力的量级差别非常大。

电磁力可以移动原子周围的电子,使化学反应(比如生火)得以发生。

强核力则涉及移动原子核中的质子和中子,它能引发核爆炸。

电磁力是关于粒子与光子场的耦合的,并且粒子通过虚光子进行交流,所以从逻辑上讲,强核力也有自己的场,并且夸克能与之耦合,盖尔曼把这种场称为“胶子场”

你懂的,因为它把粒子胶合在一起。

接下来,我们要赋予夸克一种属性。

光子场中粒子的耦合能力叫电荷,盖尔曼需要一种属性使夸克与胶子场耦合,他选择了一个不太有用的词:色荷。

“黏性”

这个词可能更适合,但盖尔曼确实有自己的理由。

不同于电荷的两种形式(正电荷与负电荷),色荷有三种,这让人联想到光的三原色。

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