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第8章 微物之神希格斯玻色子(第9页)

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希格斯拿起笔,只在论文结尾处加了两句话。

在第一句话中,他写道:“值得注意的是,本文中所描述的理论类型的本质特征是对标量玻色子和矢量玻色子的不完备多重态的预测。”

在这句高度技术性的陈述中,希格斯表明,对称性破缺过程中会留下一种粒子,一种有质量的戈德斯通玻色子,一种迄今为止人们未曾预料到的基本粒子。

希格斯不知道的是,另外5位物理学家差不多在同一时间也得出了几乎完全相同的结论。

在伦敦,有一个“三人组”

,由汤姆·基布尔(TomKibble)、格里·古拉尼克(GerryGuralnik)和迪克·哈根(Di)组成;而在布鲁塞尔,有一个“二人组”

,由罗伯特·布劳特(RobertBrout)和弗朗索瓦·恩格勒特(Fra)组成。

后来,希格斯称自己为“一人组”

希格斯把修改后的论文交给部门秘书重新打印时,感到有种说不出的满足感。

虽然不知道如何将那句话纳入粒子物理学的框架中,但希格斯确信它很重要。

希格斯也丝毫没有想到,最后加上的这句话会使他不朽。

实际上,这将为他赢得诺贝尔奖。

希格斯的研究没有引起轰动,也没有登上新闻头条。

正如“三人组”

成员之一汤姆·基布尔后来所说,“我们的工作遇到了‘震耳欲聋’的沉默”

在规划向规范载力子提供质量的机制时,希格斯希望能够将强核力——将原子核各组成部分结合在一起的力——也纳入同一机制中,但时机还不够成熟。

那时人们认为,强核力主要作用在质子和中子之间,但实际上,质子和中子都是由夸克组成的复合粒子,强力是将夸克结合在一起的力。

直到20世纪60年代中期,物理学家默里·盖尔曼和乔治·茨威格(Ge)才认识到这一点。

除了对强核力理解得不够充分之外,将强核力纳入希格斯机制还有另一个根本性的困难:事实上,这种力的短程性并不符合希格斯机制,它不像预料的那样,由希格斯场赋予这种载力子以质量,并将其从真空中瞬间召唤出来的。

胶子(gluon)没有质量,因此,就强核力而言,希格斯机制毫不相关。

大自然给我们出了一个难题,选择了一种完全不同的机制产生短程的强核力。

就像一条松紧带,被拉伸得越长,恢复力就越强那样,2个夸克被拉得越远,它们之间的力也就越强。

事实上,分离1对夸克需要投入的能量太多了,以至于这些能量足以转化成夸克-反夸克对的质能,也就是产生新的夸克对,而新的夸克对反过来又必须被拉开……因而完全分离2个夸克是不可能的,强子的作用永远不会超出超短程范围。

规范载力子胶子保持无质量状态,强核力就可以保持局域规范的对称性。

胶子与夸克一起被禁锢在质子和中子内部,并永远无法被看到。

鉴于以上论述,弱核力的无质量对称性被对称破缺隐藏,而强核力的无质量对称性则被夸克禁闭(quarksent)隐藏。

这一切的结果是,希格斯在发明一种赋予载力粒子以质量的机制时,考虑的是错误的力。

正确的力实际上是弱核力,这是美国的史蒂文·温伯格和英国的阿布斯·萨拉姆(AbdusSalam)在20世纪60年代末认识到的。

这两个人努力证明弱核力和电磁力有共同的起源。

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