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相互作用的統一理論
鎖定
- 中文名
- 相互作用的統一理論
- 外文名
- Unified theory of interaction
- 所屬學科
- 物理學
正文內容
在科學發展的歷史上,人們已經不只一次地發現,在表面上似乎不相干的現象的背後,存在着共同的規律性,地面上的落體運動和月球的繞地運動似乎是不相干的。但I.牛頓在17世紀提出的萬有引力定律揭示了這兩種運動的統一性。電的現象和磁的現象在古代被認為是兩種無關的現象,但到了19世紀H.C.奧斯特和M.法拉第的實驗證實了電能產生磁,磁能產生電,J.C.麥克斯韋則以數學形式把電和磁的運動規律統一起來,並預言了電磁波的存在。萬有引力和電磁力是20世紀初人們知道的僅有的兩種基本作用力。A.愛因斯坦曾長期致力於尋找它們的統一理論。他的這個願望雖然終其一生未能實現,但他的思想對於後來的科學家有着深刻的啓迪作用。20世紀30年代,隨着原子核物理學的發展,人們又認識到除電磁力和萬有引力外,還有兩種基本作用力:一種是強相互作用力,原子核中的質子、中子靠這種力結合成原子核;另一種是弱相互作用力,這種力引起原子核的衰變。
探索這四種基本相互作用力的統一理論,經過幾十年的努力已經初步找到了端緒。在50年代,量子電動力學有了重要發展,和實驗符合極好。按照量子電動力學,電磁相互作用是由光子傳遞的,而光子場(電磁場)是一種規範場。50年代中葉發現弱相互作用宇稱不守恆後,人們又看到弱相互作用的 V-A理論形式和電磁相互作用的矢量流理論形式有相似之處。S.L.格拉肖、S.温伯格和A.薩拉姆等人按照弱相互作用也可能是由某種規範場的粒子傳遞的思路,提出了量子規範理論形式的弱電統一理論,從而找到了弱相互作用和電磁相互作用在邏輯上的統一。這個理論認為傳播相互作用的規範場有四種,其中一種是電磁場,它的場量子就是早已確認的傳遞電磁相互作用的光子;另外三種是新預言的,即傳遞弱相互作用的WW和Z場,相應的場量子是W粒子、W粒子和Z粒子。1983年物理學家們已經找到了質量比質子約大90倍的 W、W粒子和質量比質子約大100倍的Z粒子,證實了這個預言。
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