易坊好文馆

  1. 首页 > 生活百科 >

最成功的物理学理论之一——标准模型，帮助我们认识世界的本质( 二 )

陕西 河南 山西省


其他理论 ， 以及因此而提出的对称群 ， 以某种方式统一了弱、强和电磁相互作用 。 一个例子是杨-米尔斯理论 ， 一个非阿贝尔对称群 。 它目前被用于标准模型 ， 但在当时 ， 它所预测的中介粒子还没有被发现 ， 所以科学界否定了这个理论 。
缺乏一个统一的对称群是一个问题 。 在20世纪50年代 ， 发现了这么多粒子 ， 但不知道哪些粒子是基本粒子 ， 哪些不是 。 然而 ， 在1961年 ，

  • 介子的八隅体
八重法是一种方法 ， 根据称为 \"SU(3) \"的对称群的表征 ， 系统地组织不同的粒子 。 一个对称群的表征是一组遵守基本对称规则的数学对象 。 例如 ， 为了表示旋转群 ， 我可以给你一个角度 ， 让你在0到360度之间旋转一个圆 。 在这种情况下 ， 我用一个数字表示旋转群 。 这将是旋转组的一维表示 。 然而 ， 我也可以用表示旋转的2 × 2矩阵来表示它 ， 这将是一个二维的表示 。
有一个想法 ， 即通过将粒子组织成群组的代表来给粒子增加一些结构 。 像SU(3)这样的群的表征可以被看作是网格上的一个格子 ， 其中X轴是一个守恒量 ， Y轴是另一个守恒量 。 中子和质子是一个单一多重态的两个状态 ， 是SU（3）的8维表示法的一部分 。 这在下面的奇异性和电荷的图表中表示出来 。 八个维度中的每一个都预测或与粒子的存在相一致 。
还有一个10维的SU(3)表示法 ， Ω-粒子还没有被发现 ， 但从格子图中 ， 盖尔曼预测了它的存在 ， 然后在不久之后发现了它 。 然后 ， 在1964年 ， 盖尔曼等再次提出了夸克的想法 。 在数学中 ， 对称群有一个 \"内在的 \"表示 ， 称为基本表示 。 SU(3)的基本表示是三维的 ， 这促使人们产生了夸克的想法 ， 因为三个夸克组成一个强子 。 最初的夸克是上、下和奇异夸克 。
由于数学上的原因 ， 除非有另一个守恒量 ， 否则10表示法、奇异性、夸克和费米子的存在是不可能的 。 1964年格林伯格和1965年南部和韩提出了颜色的概念来解决这个问题 。 1967年 ， 深度非弹性散射给出了第一个证据 ， 证明质子和中子内部有东西 。 然后人们开始认真对待夸克的想法 。
对称性破缺?解释粒子具有质量的最佳机制—自发对称性破缺 ， 如何理解负质量？?

这些发展都是好的 ， 但没有人能够解释为什么粒子有质量 。 要做到这一点 ， 他们需要额外的数学机制 。 早在1961年 ， 南部、戈德斯通、萨拉姆和温伯格就提出了对称性破缺的想法 。 南部从超导中得到了对称性破缺的想法 。 对称性破缺是指在某些条件下 ， 如较低的温度 ， 场方程的解坍缩成一种状态 ， 这种状态不一定保持理论本身的原始对称 。
戈德斯通意识到 ， 当把一个对称性分解成一个更小的对称群时 ， 一个粒子应该是无质量的 ， 另一个是有质量的 。
这就是为什么粒子可能有质量背后的机制 ， 在1964年 ， 希格斯机制被发现 。 希格斯机制是一种对称性破缺 ， 是解释标准模型中质量的模型 。 希格斯机制还预测了一个新粒子的必要存在 ， 即2013年发现的希格斯玻色子 。
【最成功的物理学理论之一——标准模型，帮助我们认识世界的本质】希望这篇文章已经给出了一些关于标准模型的相对近期发展的细节 。 在下一篇文章中 ， 我将写到标准模型目前的问题 。

推荐阅读


上一篇：最亮的超新星？不，不止那么简单

下一篇：“吹口气测新冠”成为可能，我国科学家研发出快速筛查技术