第五百一十八章 标准模型

第五百一十八章 标准模型 (第2/2页)

粒子物理标准模型的提出，就是为了从本质上去诠释这四大基本作用力的。
　　
　　在标准模型中，规范粒子有13种，分别是传递强相互作用的媒介——胶子8种，传递弱相互作用的媒介——中间玻色子，分为W+、W-、Z0三种，传递电磁作用的媒介——光子一种，以及为了实现电弱相互作用在低于250Gev的能量范围内分解为电磁相互作用和弱相互作用的特殊粒子——希格斯粒子。
　　
　　夸克三种，按照不同的味，可以分为上夸克，下夸克；粲夸克，奇异夸克；底夸克，顶夸克，按照不同的色，可以分为红、绿、蓝三色，夸克有六味，每味三色，再加上各自对应的反粒子，总共36种不同状态的夸克。
　　
　　再加上轻子，电子e，μ子，τ子，以及各自的中微子和它们的反粒子，共十二种。
　　
　　这就是标准粒子模型中所展现的61种基本粒子。
　　
　　迄今为止，几乎所有对以上三种力的实验的结果都合乎这套理论的预测。在标准模型所预言的61种粒子种，W玻色子、Z玻色子、胶子、顶夸克及魅夸克未被发现前，标准模型已经预测到它们的存在，而且对它们性质的估计非常精确。
　　
　　然而，尽管标准模型具有强大的预测能力，但它未能回答五个关键问题。
　　
　　第一个问题，为什么中微子有质量？
　　
　　标准模型中的三个粒子是不同类型的中微子。标准模型预测，就像光子一样，中微子应该没有质量。
　　
　　然而，科学家们已经发现，这三个中微子在运动时是振荡的，或者是相互转化的。这一壮举之所以成为可能，唯一的原因就是中微子具有静质量。
　　
　　不过这个问题在惰性中微子发现以后，已经可以得到解答。
　　
　　第二个问题便是，什么是暗物质？
　　
　　天文学家们在观测星系自转时发现，星系的旋转速度比他们理论上的速度快得多，但按照可见物质的引力，这些星系旋转得如此之快，本应该把自己撕裂的。
　　
　　那么唯一的解释，就是存在一些我们看不见的东西，给了这些星系额外的质量，从而产生了引力。
　　
　　这便是暗物质，暗物质被认为占宇宙物质的27%，但它不包括在标准模型中。
　　
　　庞学林所提出的最新的惰性中微子理论，将会成为暗物质的有力候选者！
　　
　　第三个问题，那就是为什么宇宙中有这么多物质？
　　
　　当一个物质粒子形成时——例如，在大型强子对撞机的粒子碰撞中，或者在另一个粒子衰变中——它的反物质对应物通常会伴随而来。当等量的物质和反物质粒子相遇时，它们会相互湮灭。
　　
　　科学家们认为，当宇宙在大爆炸中形成时，物质和反物质应该是等量产生的。然而，某种机制阻止了物质和反物质以它们通常的方式完全毁灭，我们周围的宇宙被物质所主宰。
　　
　　标准模型无法解释这种不平衡。许多不同的实验正在研究物质和反物质，以寻找改变天平的线索。
　　
　　第四个问题，为什么宇宙膨胀在加速？
　　
　　在科学家们能够测量宇宙的膨胀之前，他们猜测宇宙在大爆炸之后迅速开始膨胀，然后随着时间的推移，开始变慢。然而，令人震惊的是，实际观测表明，宇宙的膨胀不仅没有减速，反而还在加速。
　　
　　天文学家最新测量表明，宇宙中的星系正在以每秒45英里的速度远离我们。相对于我们的位置，每增加一个百万分之一秒，也就是320万光年的距离，速度就会增加一倍。
　　
　　这一速率被认为来自于一种无法解释的时空特性——暗能量，它正在把宇宙推开。它被认为占宇宙能量的68%。
　　
　　暗能量同样游离于标准模型之外。
　　
　　最后一个问题，是否存在与重力有关的粒子?
　　
　　标准模型不是用来解释重力的。这第四种也是最弱的自然力似乎对标准模型解释的亚原子相互作用没有任何影响。
　　
　　但理论物理学家认为，亚原子粒子引力子可能以光子携带电磁力的方式传输引力。
　　
　　假如庞学林能够在标准模型的基础上提出新的物理学框架，非但有望解决这五大难题，其在物理学上的历史意义，也将丝毫不亚于牛顿、爱因斯坦这两位神级人物！
　　
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