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第七百四十九章:強核力與電弱理論的統一(1)(1 / 2)

b最新網址:/b在物理學界為一位偉大的學者逝去而感到悲傷的時候。

另一邊,金陵。

紫金山腳下的彆墅群中,徐川正將自己關在書房中,潛心研究著強弱電三力在數學上的統一。

希格斯教授寄給他的手稿中,有一些以前他沒有看過,也未曾想到過的思路和方向。

沿著這些點走下去,不說一定就能統一強電,但在這條路上再次前行一段距離,應該是沒有什麼太多的問題的。

到目前為止,人類認識到的自然界中的基本相互作用力有4種。

分彆是引力,電磁力,弱力和強力。

這種四種力的作用強度千差萬彆,作用範圍也不一樣。

如果以量綱為一的耦合常數來表示力的大小,強力的耦合常數是電磁力的100倍,是弱力的10倍,和引力相比更達到了天文數字10倍。

但引力的本質至今是什麼,仍然沒有一個準確的答案。

所以在沒有具體化引力的本質之前,想要將其統一到標準模型裡麵,或者說建立一個新的模型將引力統一進去,是一件不可能的事情。

而如果拋開引力這個在數學上存在難以解決的障礙後,標準模型中最大的缺陷,那自然就輪到了強核力與弱核力、電磁力的統一了。

作為一名物理學家,徐川對於強核力與電弱理論統一的研究,兩輩子都沒有停止過。

不過對於當今物理學界來說,這一點其實是可以暫時拋開來不談的。

簡單的來說,規範玻色子的規範變換是可以準確地利用一個稱為“規範群”的酉群去描述。

從粒子物理上來說,標準模型可以說是物理學史上最成功的理論。

而強相互作用的規範群是su(3),而電弱作用的規範群是su(2)u(1)。所以標準模型亦被稱為su(3)su(2)u(1)。

雖然這四種力的性質迥然不同,但它們在物理上都用場論描述,它們的統一自然也是在場論描述方法上的統一。

不過相對的,標準模型也有很多的不足。

而除此之外,還有牛頓提出來的萬有引力,以及量子力學中的引力是由於兩個粒子交換引力子導致的等觀點。

目前來說,物理學界主流的解釋觀點是愛因斯坦提出來的:引力的本質是時空彎曲。

最大的缺陷,那自然是它的創立者之一溫伯格指出的:“標準模型無法統一引力,它對於引力的描寫,存在著難以克服的數學障礙。”

很簡單,因為引力的本質是什麼,這是一個說了上百年也沒有說清楚的問題,至今物理學界都沒能對引力的本質給出一個準確的答案。

而數學上,四大力都用規範群來描述。因此規範對稱性在尋求自然界中各種相互作用的量子理論和統一力的嘗試中起著重要作用。

但遺憾的是,即便是量子理論將強核力與電弱理論統一到了一起,在數學上如何完成這份工作依舊是一件可望而不可及的想法。

電弱統一理論與量子色動力學在標準模型中合並為一,通過規範場論將費米子跟玻色子配對起來,用以描述費米子之間的力。

在量子場論裡,和電磁相互作用一樣,把質子與中子約束在原子核內的強力和在核子中引起β衰變過程的弱力都是規範相互作用,它們滿足各自的規範對稱性。

引力和電磁力都是長程力,而弱力和強力是短程力,分彆在10和10的距離內發生作用。

在這方麵,標準模型已經給出了物理上的答案。

進入二十一世紀後後,電弱統一理論和描述強作用的量子色動力學(qcd)一起構成了粒子物理的標準模型。

而即便是這樣,即便是他早已經站在了物理學界的巔峰,對於如同統一這兩者依舊沒有太多的想法。

這輩子學習的數學雖然一度帶給他了繁多的榮耀,也解決了不少的問題,比如霍奇猜想、ns方程這些千禧年難題,但對於突破自己曾經在物理學前沿上的邊界,似乎並沒有太大的幫助的感覺。

這讓他這兩年在研究三力統一的時候,一度產生了數學在這方麵似乎並沒有多大用處的感覺,有些懷疑頂尖的數學到底能夠在實驗之前幫助自己找到一條真正的路。

這種想法在最近兩年的時光中一直充斥在他腦海中,也是他在完成了楊-米爾斯存在性和質量間隙難題後一直都沒怎麼重新踏入數學領域的原因之一。

這種話如果說出去,或許會被人批死,也有可能會有更多的人覺得他在炫耀。

畢竟在楊-米爾斯存在性和質量間隙難題後,他可是乾掉了弱黎曼猜想這個解析數論中最頂尖的難題。

不過真實的情況的確是他腦海中的想法一樣,弱黎曼猜想的研究其實是在研究愛因斯坦羅森橋的過程中意外得到的靈感而已。

而他之所以想研究愛因斯坦羅森橋,不僅僅是因為時空洞這一概念吸引人,更是因為他想證明自己當初的選擇沒有錯。

數學,在頂尖物理的研究上,有著突破性的幫助。

現在,他或許可以回答這個答案了!

書房中,徐川盯著眼前的稿紙,嘴裡在不自覺的輕聲念叨著。

“眾所周知,在量子場論裡,力的強度依賴於力的媒介粒子的質量和耦合常數。而質量來自對稱性的自發破缺;耦合常數則是出現在理論基本方程中的數,刻畫了媒介粒子在反應中被發射和吸收的強度.”

“從電弱對稱性破卻的能級來看,超對稱提供了一個可以描述費米子和玻色子的框架。它在通常的四維時空上附加另外的四維超空間用以容納費米子奇異的幾何性質。”

“那麼強核力在破缺的時候,其關鍵就在於誇克的自由漸進上。”

“.”

記憶中那些對他而言不可能忘卻的知識在這一刻彙聚成一道道小小的溪流,沿著物理的高地朝著最終的雄關彙聚而去,一點一滴的聚聚在城牆之下,衝蕩這座物理學大廈的聖地。

就在徐川閉關研究強核力與電弱理論統一的時候,第三天,一則電話打到了他的手機上。

雖然對某個問題進行研究的時候,他的手機會調整成工作模式,進而屏蔽掉絕大部分人的來電。

不過考慮到一些緊急情況,還是有一些親友是安置在白名單裡麵的。

對於這些親友來說,隻要連續撥打兩次電話,那麼來電則會通過工作模式的審核,進入他視線。

隨手拾起了放在書桌角落邊的手機,徐川看了一眼來電顯示,電話是愛德華·威騰打過來的。

“喂,導師,有什麼事嗎?”

目光轉回書桌上的稿紙,他隨口問道。



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