作用力 | 携带力的粒子 | 作用 | 力的方向 |
引力 | 不是力,是时间的弯曲; | 小尺度上可以忽略不计,是大尺度上的主导 | 吸引 |
电磁力 | 在量子电动力学中,电磁力是光子交换的结果; | 让原子保持稳定的力; | 吸引和排斥 |
弱相互作用力 | “中间玻色子”的交换; | 在放射现象中质子和中子相互转换的力; | |
强相互作用力 | “介子”的交换 | 让原子核保持稳定的力; |
作用力 | 携带力的粒子 | 作用 |
引力 | 由引力子(自旋为2)传递 | 构成太阳系:行星围绕太阳公转; |
电磁力 | 由光子(自旋为1)传递 | 构成原子:原子中电子围绕原子核公转。 |
弱相互作用力 | 由重矢量玻色子(自旋为1)传递 | 在放射现象中中子衰变成质子、电子与中微子或反电子中微子的力; |
强相互作用力 | 由胶子(自旋为1)传递 | 构成核子:把夸克束缚在一起形成质子或中子,将质子和中子束缚在一起形成原子核。 |
强子(Hadron)是一种亚原子粒子,所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子。强子,包括重子和介子。按现代的粒子物理学中的标准模型理论而言,强子是由夸克、反夸克和胶子组成的。胶子是量子色动力学中的力子,它将夸克连在一起,强子是这些连接的产物。
20世纪60年代,美国人格拉肖(Sheldon glashow)、温伯格(Steven Weinberg)和巴基斯坦人萨拉姆(ldus Salam)成功地从理论上证明了弱相互作用力和电磁力的一致性,他们的成果被称为“弱电统一理论”,三人最终因此得到了1979年的诺贝尔奖。
物理学家开始大大的兴奋起来,既然电磁力和弱相互作用力已经被证明是同一种东西,可以被一个相同的理论所描述,那么我们又有什么理由不去相信,所有的4种力其实本来都是一样的呢?在物理学家们看来,这是一个天经地义的事情,上帝他必定只按照一份蓝图,一个基本方程来创造我们的宇宙,而不会无端地搞出三四种乱七八糟的不同版本来。
是啊,一定存在着那样一个终极理论,它可以描述所有的4种力,进而可以描述宇宙中所有的物理现象。哪个物理学家能够抗拒这伟大的目标呢?
1964年,盖尔曼提出了一个模型:每一个强子(能感受强力的核子,如质子、中子等)都可以进一步分割为“夸克”(Quark)的东西,它们通过交换“胶子”(Gluon)来维持相互的作用力。稀奇的是,每种夸克既有不同的“味道”,更有不同的“颜色”,这成了“量子色动力学”名称的由来。到目前为止,这个理论被证明是相当有效和准确的。