第(3/3)頁 ——似乎是構(gòu)成一切物質(zhì)的僅有基本粒子,但宇宙射線研究和粒子加速器中高能粒子束互相轟擊的實驗卻表明,還存在其他類型‘亞原子’粒子;不過這些‘新’粒子是不穩(wěn)定的,它們將迅速‘衰變’成其他粒子簇射,以我們熟悉的電子質(zhì)子和中子告終。 重要的是應(yīng)該懂得,這些新粒子根本不是存在于粒子加速器中互相轟擊的粒子的‘內(nèi)部’;它們是從注入加速器的能量中,按照阿爾伯特`愛因斯坦的公式 創(chuàng)造出來的。 然而,在它們的短暫壽命期間,它們是具備質(zhì)量和電荷等特征的真正粒子。這樣的粒子,應(yīng)該曾經(jīng)在大爆炸的高能條件下大量出現(xiàn)。 物理學(xué)家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什么東西制造的呢? 1964年物理學(xué)家蓋爾曼提出夸克模型,認為強子由更基本的成分組成,這種成分叫做夸克qua k??淇四P徒?jīng)過幾十年的發(fā)展,已被多數(shù)物理學(xué)家接受 。 有一段時期,局面極其混亂。但1960和1970年代發(fā)展的夸克理論使局面趨于明朗??淇死碚撜J為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由夸克組成,能夠‘感知’只在夸克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的弱力做媒介的相互作用,比如,放射衰變過程就是弱相互作用引起的。強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。 輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構(gòu)成。典范的輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子卷入。 由于一些無人知曉的原因,這一基本圖像已經(jīng)復(fù)制了兩次,產(chǎn)生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做t粒子,它的質(zhì)量接近質(zhì)子的兩倍。 這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種粒子。雖然μ介子和t粒子都能在粒子加速器中用能量制造或從宇宙線產(chǎn)生,但它們很快衰變,轉(zhuǎn)化成電子或中微子。 第(3/3)頁