宇宙里的物质,为什麽会长成现在这副模样?
这个问题听起来很虚,但它其实具体得不能再具体了。
如果我们把眼前的世界拆开。
这张病床也好,人的身体也罢,一直拆,拆到分子,拆到原子,再拆到原子核……
直到最後就只剩下了上夸克、下夸克、电子,外加一种几乎不与万物打交道的中微子了
大家都知道,质子是两个上夸克加一个下夸克,中子是一个上夸克加两个下夸克。
整个可见宇宙,从一粒尘埃到一颗恒星,从人的眼泪到病房外的夜色,全部是用这几个零件搭出来的。
而这几个零件,各自带着一个电荷:+2/3、-1/3、-1、0。
这就是万物的零件清单。
那麽问题来了。
为什麽是这几个零件?
为什麽这几个零件要带这几个电荷呢?而不是别的?
这个问题,困扰了物理界整整一百年。
在1909年的时候,密立根用油滴实验测出了电子的电荷,从而确定了自然界中一切电荷,都是基本电荷的整数倍。
这条结论是现代物理大厦里最牢固的几块砖头之一。
1964年,盖尔曼提出夸克模型,给质子和中子内部的组分指定了+2/3和-1/3的分数电荷。
这在当时看来,简直就是离经叛道到,连盖尔曼本人都只是把夸克当成记账用的数学符号,不敢对外宣称它们的存在。
直到斯坦福的深度非弹性散射实验轰出了质子内部的点状结构,物理学界才不得不承认,分数电荷是真的存在。
但是它们为什麽偏偏是+2/3和-1/3?
答案是……没有为什麽。
在粒子物理的标准模型里,每种粒子的荷是一个自由参数。
打个比方,标准模型就像一台刚出厂的机器,理论物理学家们造出了这台机器,可机器面板上有十九个旋钮,每个旋钮该拧在哪个刻度上,说明书上一个字都没有写。
而物理学家能做的只是去读刻度,然後老老实实的记进教科书里。
电子的电荷是负一?为什麽?,不知道,因为说明书上没写,所以记下来就是了。
这个问题就像是问,光速为什麽是每秒二十九万九千七百九十二公里一样,没有为什麽,这就是宇宙的出厂设置。
一百年来,所有人都接受了这个回答。
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