1900：游走在欧洲的物理学霸 第1321节

　　如果发现一个粒子无法用现有的四夸克解释，那就说明存在第五夸克。

　　1977年，美国物理学家莱德曼领导的研究小组，又发现了一种新粒子，命名为【Y粒子】。

　　现有的四夸克理论又解释不了Y粒子的奇特现象了。

　　于是，

　　它就是【底夸克b】。

　　既然第五夸克是底夸克，那么第六夸克对称命名就是【顶夸克t】了。

　　底夸克被发现以后，直到20多年后的1995年，顶夸克才被发现。

　　至此，六种夸克全部找到：上、下、奇、粲、底、顶。

　　这时，又发生一件有意思的事情。

　　前面说，当时的理论大佬已经从理论上预言了六种夸克。

　　当第五夸克底夸克被找到的时候，所有人都坚信第六夸克肯定存在。

　　这时候，另一批研究轻子的物理学家又有想法了。

　　“既然夸克有六种，那么轻子也应该有六种。”

　　“现有的轻子只有四种，说明还存在两种。”

　　由此可以看出，物理学家对于美和对称看的有多重。

　　于是乎，有人开始寻找第五和第六轻子。

　　按照规律来看，这应该是一对类似电子和电子中微子的粒子。

　　1979年，美国物理学家马丁佩尔在正负电子对撞实验中，找到了一个新的粒子。

　　他将其命名为【陶子】τ子，对应的中微子就是【陶子中微子】。

　　至此，六种轻子也全部被找到了。

　　此刻，粒子物理学终于展现出其震撼的一面。

　　整个宇宙中所有的物质粒子，全部都是由夸克和轻子组成。

　　物理学家按照粒子的重量，把夸克和轻子分成了三代：

　　第一代夸克：上夸克、下夸克；第一代轻子：电子、电子中微子。

　　第二代夸克：奇夸克、粲夸克；第二代轻子：μ子、μ子中微子。

　　第三代夸克：底夸克、顶夸克；第三代轻子：τ子、τ子中微子。

　　可以看出，我们的物质世界（指质子中子电子组成的原子世界），是由第一代基本粒子构成的。

　　（奇粲底顶夸克虽然也组成强子物质，但极短时间就会衰变成上下夸克，不是物质世界主流。）

　　第二代和第三代相比第一代，只有质量变得更大，没有其它任何差异。

　　以电子质量为例，μ子是电子的约200倍，τ子是电子的约3000倍（非常重）。

　　所以，物理学家们非常纳闷：

　　“宇宙的底层物质代码，为什么要有三个版本？”

　　“难道是造物主在创造的时候，不小心造成的bug？”

　　总之，目前为止，没有人知道为什么。

　　这里，还要补充一个知识。

　　夸克的【味】就是指夸克的六种类型，所谓夸克有六种味。

　　此外，夸克还有一种量子性质，名为【色】，简单理解就是类似电荷那样的性质。

　　每种味的夸克都有三种不同的色。

　　因此，夸克的种类一共就是6*3=18种。

　　再加上对应的反夸克，夸克粒子一共有18*2=36种。

　　而轻子有六种，加上反轻子，一共是6*2=12种。

　　前面说过，费米子是组成物质的粒子，而玻色子是传递粒子之间相互作用的粒子。

　　因此，我们的宇宙，费米子的种类一共是48种。

　　这些费米子就像元素周期表中的不同元素一样，通过各种排列组合，形成了万物。

　　而在众人如火如荼地寻找夸克和轻子的时候，关于玻色子的研究也在同时进行。

　　传递电磁相互作用的玻色子是光子，这没什么说的。

　　紧接着，格拉肖等人在研究电弱统一理论时，从理论上提出了W玻色子和Z玻色子。

　　其中W玻色子又分为W+和W-两种玻色子。

　　这三种玻色子是传递弱力的媒介粒子。

　　这里要提一个99%的人都不知道的小知识，学会了可以拿去装逼。

　　以电磁力为例。

　　当我们说两个带电粒子通过交换光子，从而完成了相互作用。

　　请问这个“交换”是如何完成的呢？

　　是不是A粒子朝着B粒子发射一个【真正的】光子，然后B粒子接收到，就表示完成了。

　　错！

　　A和B交换的并不是真正的光子，而是【虚光子】。

　　前面已经说过虚粒子的性质。

　　同样，格拉肖等人在提出W玻色子和Z玻色子的时候，这两种粒子也是【虚粒子】。

　　即，仅仅是理论上以数学形式存在，实际并不存在。

　　然而，神奇的是，在后面的实验中，却在真实的世界中找到了真正存在的W玻色子和Z玻色子。

　　就如虚光子和实光子一样。

　　是不是很神奇？

　　那么要如何理解从虚到实的问题？

　　我是这样理解的。

　　任何一种粒子都是由场激发的。

　　如果场在激发出一个粒子的时候，粒子存在的时间太短了，超出了检测范围，那么它就是虚粒子。

　　而一旦有某种能量持续给这个虚粒子充能，它就来到了真实世界，成为了实粒子。

　　如何充能呢？

　　答案就是另外的场！

　　即另一个场的动荡影响了原本的这个场。

　　这就是W玻色子和Z玻色子最后变成实粒子的原因。

　　（当然，理论上的过程极其复杂，无法通俗易懂地解释，以上只是我一家之言。）

　　用玄幻小说的观点解释就是：

　　“叶天帝以无敌拳光，搅动时光长河，接着，一把捞出只存在于虚幻中的那个人的背影。”

　　物理学到了尽头，确实挺玄幻的。

　　好了，这个知识可以拿去装逼了。

　　W/Z玻色子发现之后，研究强力的大佬们又提出了【胶子】的概念。

　　胶子是传递强力的粒子。（前面说了胶子与介子传递强力的区别哈）

　　接着，物理学家通过理论和实验，一共找到了8种胶子。

　　前面说过，因为杨-米尔斯方程中的质量问题。

　　还存在一种特殊的粒子，为其余所有的粒子提供质量。

　　它就是大名鼎鼎的【希格斯玻色子】。

　　到此，所有的玻色子也全部被发现。

　　分别是：光子（1）、胶子（8）、W玻色子（2）、Z玻色子（1）、希格斯玻色子（1）。共13种。

　　注意的是，作为为其它粒子提供质量的希格斯玻色子，其本身是有质量的粒子。

　　此外，光子没有质量、胶子没有质量、W和Z玻色子却有质量。

　　所有的玻色子都是不可再分的基本粒子。

　　至此，物理学家大舒一口气。

　　“粒子物理的大厦终于建成了！”

　　这座大厦的名字就叫【标准模型】。