题目

有关弱核力的问题.
弱核力究竟是使中子衰变的力,还是当中子要衰变时,能使即将分裂的部分拉回来的力,它究竟是束缚力还是排斥力?

提问时间：2021-12-13

答案

弱核力 weak nuclear force 造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力 它制约着放射性现象,并只作用于自旋为1／2的物质粒 子,而对诸如光子、引力子等自旋为0、1或2的粒子不起作用.直到1967年伦敦帝 国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统 一理论后,弱作用才被很好地理解.此举在物理学界所引起的震动,可与100年前 马克斯韦统一了电学和磁学并驾齐驱.温伯格——萨拉姆理论认为,除了光子,还 存在其他3个自旋为1的被统称作重矢量玻色子的粒子,它们携带弱力.它们叫W＋ （W正）、W－（W负）和Z0（Z零）,每一个具有大约100吉电子伏的质量（1吉电子 伏为10亿电子伏）.上述理论展现了称作自发对称破缺的性质.它表明在低能量下 一些看起来完全不同的粒子,事实上只是同一类型粒子的不同状态.在高能量下所 有这些粒子都有相似的行为.这个效应和轮赌盘上的轮赌球的行为相类似.在高能 量下（当这轮子转得很快时）,这球的行为基本上只有一个方式——即不断地滚动 着；但是当轮子慢下来时,球的能量就减少了,最终球就陷到轮子上的37个槽中的 一个里面去.换言之,在低能下球可以存在于37个不同的状态.如果由于某种原因,我们只能在低能下观察球,我们就会认为存在37种不同类型的球!在温伯格——萨拉姆理论中,当能量远远超过100吉电子伏时,这三种新粒子 和光子的行为方式很相似.但是,大部份正常情况下能量要比这低,粒子之间的对 称就被破坏了.W＋、W－和Z0得到了大的质量,使之携带的力变成非常短程.萨拉 姆和温伯格提出此理论时,很少人相信他们,因为还无法将粒子加速到足以达到产 生实的W＋、W－和Z0粒子所需的一百吉电子伏的能量.但在此后的十几年里,在低 能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和也在哈佛的谢尔登 ·格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖.格拉肖提出过一个类似的统一电磁和 弱作用的理论.由于1983年在CERN（欧洲核子研究中心）发现了具有被正确预言的 质量和其他性质的光子的三个带质量的伴侣,使得诺贝尔委员会避免了犯错误的难 堪.领导几百名物理学家作出此发现的卡拉·鲁比亚和发展了被使用的反物质储藏 系统的cERN工程师西蒙·范德·米尔分享了1984年的诺贝尔奖.（除非你已经是巅 峰人物,当今要在实验物理学上留下痕迹极其困难!）