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第12章 (第3/5页)

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不起作用。直到1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论后,弱作用才被很好地理解。此举在物理学界所引起的震动,可与100年前马克斯韦统一了电学和磁学并驾齐驱。温伯格——萨拉姆理论认为,除了光子,还存在其他3个自旋为1的被统称作重矢量玻色子的粒子,它们携带弱力。它们叫w+(w正)、w-(w负)和z0(z零),每一个具有大约100吉电子伏的质量(1吉电子伏为10亿电子伏)。上述理论展现了称作自发对称破缺的性质。它表明在低能量下一些看起来完全不同的粒子,事实上只是同一类型粒子的不同状态。在高能量下所有这些粒子都有相似的行为。这个效应和轮赌盘上的轮赌球的行为相类似。在高能量下(当这轮子转得很快时),这球的行为基本上只有一个方式——即不断地滚动着;但是当轮子慢下来时,球的能量就减少了,最终球就陷到轮子上的37个槽中的一个里面去。换言之,在低能下球可以存在于37个不同的状态。如果由于某种原因,我们只能在低能下观察球,我们就会认为存在37种不同类型的球!

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的行为方式很相似。但是,大部份正常情况下能量要比这低,粒子之间的对称就被破坏了。w+、w-和z0得到了大的质量,使之携带的力变成非常短程。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的w+、w-和z0粒子所需的一百吉电子伏的能量。但在此后的十几年里,在低能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和也在哈佛的谢尔登·格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖。格拉肖提出过一个类似的统一电磁和弱作用的理论。由于1983年在cern(欧洲核子研究中心)发现了具有被正确预言的质量和其他性质的光子的三个带质量的伴侣,使得诺贝尔委员会避免了犯错误的难堪。领导几百名

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