暗物质 X17粒子携带暗物质的第五种力?探访强力、弱力主宰的量子世界


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在我们浩瀚的宇宙中存在四种基本力 , 亦可看作四种相互作用 。 引力 , 最早由牛顿发现 , 他由苹果落地的深刻洞见——万有引力定律 , 引领人类迎来了科学的曙光 。 月球绕着地球转 , 地球绕着太阳转莫不如此 。 电磁力 , 在法拉第、麦克斯韦等科学家的不懈探索下 , 我们不仅掌握了电磁感应 , 书写出了优美的麦克斯韦方程组 , 还运用它们发明出了电灯、电话、电动机……一座座发电站拔地而起 。 随着第二次工业革命的兴起 , 电气时代来临 , 地球仿佛焕然一新 。
引力、电磁力伴随着我们的日常生活 , 这两种基本力作用于宏观世界 , 大家都十分熟悉 。 但另外两种基本力强(核)力、弱(核)力 , 我们普通大众却知之甚少 , 不禁会问它们在我们的实际生活中有何表现呢?想满足一下好奇心 , “见识见识”强力、弱力 , 这可难了 , 因为它们根本不作用于宏观物体 。 强力、弱力只在量子级的微观世界才崭露头角 。 接下来 , 小编就用打比方的方式带大家“参观”一番 , 强相互作用与弱相互作用统治下的微观世界 。
强力 , 顾名思义很“强” 。 的确 , 它是四种力中最强的 , 强力足足比引力强一千万亿亿亿亿倍 。 正是它那强而有力的臂弯把质子和中子紧紧地拥在一起 , 形成原子核 。 我们知道物体由原子组成 , 原子则由原子核组成 , 原子核集中了整个原子绝大部分的质量 。
原子核的重要性不言而喻 , 组成原子核的质子带有正电 。 按理说 , 同性相斥 , 质子和质子要相互推攘 , 整个原子核应该分崩离析 。 在此关键时刻 , 出现了铁腕人物 , “强力”平叛 , 维持了稳定、统一 。
上世纪60年代 , 科学家发现了更基础的粒子——夸克 。 强力再次用它那强而有力的臂弯将三个夸克聚在一起 , 形成质子或中子 。 在强力的作用下 , 三个夸克就像被胶水牢牢粘在一起似的 。 所以 , 科学家形象地把传递强力的介质叫做 胶子 。 若是 , 那个夸克想逃走 , 拆散统一的大家庭 。 “强力”平叛 , 离得越远 , 那个夸克受到的强力打击就会越大 。 由于强力的劲太大 , 产生了一种“夸克禁闭”的现象 。 这使科学家想得到单个的夸克难于登天 , 至今仍有不少科学家为此绞尽脑汁 。
弱力 , 作用于电子、中微子等费米子 。 它的传递介质为W、Z玻色子 。 我们的太阳能够燃烧全靠它 , 氢聚变就是由它启动的 。
我们都知道有一类放射性元素 , 它们可以源源不断向外辐射能量 , 而后衰变为另一种更稳定的元素 。 弱力在放射现象中就起主导作用 。
在微观世界中 , 原子总是想维持其内部稳定 , 为什么它会“主动”维持自身的稳定?其实 , 这个问题我们不妨换个角度想想 , 正是因为有了稳定的原子系统 , 才会组成稳定的物质 , 进而才有了我们和我们的大千世界 。 换言之 , “不稳定的原子”根本不可能存在于这个世界上 。
原子系统就像我们的三口之家一样 。 一家人在一起总是想和和美美的 。 但是家务总得有人做吧 。 记得小时候 , 扫地一向是小编的家务 。 到了该打扫的时候 , 还是一成不变地坐在沙发上看电视的话 , 家长就会一戒尺打到我身上 , 喝到:“还不快去 , 非要我给你施加一个力 , 你才会动吗?”于是 , 小编只得去扫地了 。
【暗物质|X17粒子携带暗物质的第五种力?探访强力、弱力主宰的量子世界】在微观世界 , 三个夸克组成质子或中子 , 质子、中子组成原子核 , 核外有电子围绕 。 但是 , 如果核外的电子少了 , 原子想要维持稳定 , 就要增加质子数 , 必须把组成中子的夸克改变(变“味”)一下 , 让中子变为质子 。 像小编做家务一样 , 没有这么自愿去改变的夸克 , 在中子里待得好好的 , 谁想动呀 。

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