星辰大遠航 第523章 大統一理論之路（求訂閱！）
第523章 大統一理論之路（求訂閱⊙⊙！）
那希格斯機制又在弱相互作用分離的過程中扮演者怎樣的角色呢？
眾所周知，所謂的希格斯機制，其實是標準模型中的一個重要理論，它解釋了為什麼某些基本粒子有質量，而有些粒子則沒有質量，它是賦予粒子質量的機制。
這個機制涉及到一種名為希格斯場這種遍佈於宇宙中無所不在的場，它通過自發對稱性破缺來賦予粒子質量。
而由規範場理論.包括楊米爾斯理論推導得到，想要在規範場理論的框架下統一電弱力，就必須假定w和z玻色子起初不帶質量，它們具有質量是後天因素賦予的。
也就是大家熟知的希格斯機制。
從沒有質量到有質量的這個過程，就是對稱性破缺過程。
弱力的三種傳播子，正負w玻色子和z玻色子有了質量之後，它們的作用範圍連原子核都突破不了，使得弱相互作用力徹底變成了一種短程力。
其作用範圍只有10的負18次方米，是一個質子長度的千分之一。而電磁力卻是一種長程力，其傳播子光子質量為零。
也就是說，只要使得弱力的傳播子的質量也為零，它的表現形式就會跟電磁力一樣變成長程力，這也就是電弱力的統一時刻。
而在標準粒子模型預言，希格斯機制失效的臨界溫度，也就是讓電磁力和弱相互作用力統一為一種力的臨界溫度下的能級為100gev。
這種現象解釋了大自然中為什麼只有大約100種已知元素，那是因為原子核的質子數超過100個之後，它們之間的斥力甚至連強力也難以遏制。
而對稱性破缺的關鍵因素，則取決於溫度。
那麼如何把強相互作用也統一進去呢！
首先就得了解強相互作用力是什麼樣的力，強力，它是負責將原子核中質子和中子結合在一起的力。在任何原子核中，所有的質子都帶正電，如果沒有強力的束縛，它們就會因為電磁力排斥，使原子核破裂。
而現在，劉迷言的意思是繼續用標準模型這個思路，對強相互作用力進行統一，三力和一成為一種力，讓人類把大統一理論變為現實，變成如同電弱理論一樣被人類掌握的理論。
那麼在什麼樣的情況下才能讓弱力的傳播子質量為零呢，答案顯而易見，就是規範場論對稱性不破缺的時候。希格斯場對稱性不破缺，希格斯機制就不生效，弱力的傳播子就不會獲得質量。
這就是所謂的夸克禁閉，夸克之間的距離越遠，強相互作用力就越強，距離越近反而越弱，因此夸克之間的距離越近反而越自由，此等現象被稱為漸進自由。
強力的傳播子是膠子，跟弱力的傳播子不同，它的質量是零，因此它的速度是光速，這點跟電磁力的傳播子一樣。不同的是，強力的傳播子膠子被瑣死在了夸克之間，無法脫離。
只要溫度足夠高，希格斯機制就會失效，對稱性破缺就不會發生，w和z玻色子就無法獲得質量，電磁力和弱相互作用力在表現形式上就會完全一樣。這時候的弱相互作用力的傳播子速度也會變成光速，並且跟電磁力一樣，在宇宙中無限傳遞。
換句話說，是強力克服了質子間的排斥力，將它們束縛在原子核內。
人類的粒子對撞機有能力撞出這個能級，所以真的就模擬出了電磁力和弱相互作用力的統一，故而順利的統一了這兩種力。
所以從這裏就可以看出，想要將強相互作用力進行統一，就得讓其傳播子突破夸克層面，變成跟電磁力一樣的長程力。
按照這個思路，那必然就要想辦法讓強力的傳播子突破夸克了。那麼如何才能讓強力的傳播子突破夸克層面呢？
答案依舊是溫度。
標準模型推論認為，環境能量在10的15次方gev以上的時候，夸克之間就不會被膠子束縛住，夸克禁閉和漸進自由就會消失，膠子就能以光速的形式衝出原子，如此，強力就變成了長程力。
當然，在這種情況下，原子也就不存在了。
那為何會知道10的15次方gev這個能量值是臨界點呢？
這有得回到之前說的，宇宙不分上下前後但分左右這事兒上了，當然還有量子色動力學。
當人類本着大力出奇蹟理念，用暴力強行撞碎質子中子甚至轟開夸克的時候發現，夸克對在被撞開之後，那個使得夸克被撞開的能量恰好是新夸克形成所需的能量。
於是乎，夸克剛被撞開，這些能量瞬間就形成新的正反夸克對，而這兩個新行程的正反夸克組合的色荷恰好是白色，嗯這是因為量子色動力學規定夸克的總色荷只能是白色，即色中荷。
於是，膠子又在新的正反夸克對中傳遞強力。
等於是撞了個寂寞。
當然也不完全寂寞，至少這一現象也讓科學家們注意到，正反夸克對它不湮滅。
在人們的認知中，正反物質在一起肯定會湮滅，事實也是如此，可正反夸克對都黏一起了就是不湮滅。
這就神奇了。
對於這樣的現象，人類肯定想辦法弄明白為什麼。事實上，在無數科學家的努力下，也弄明白了其中緣由。
那就是手性對稱性。
科學家們發現，只要正夸克和反夸克具有手性對稱性，也就是手性對稱性成立，它們就會湮滅。
反之，如果手性對稱性遭到破壞，那麼它們就不會湮滅，然後根據量子色動力學我們知道，因為膠子色中荷需要，正反夸克就會聚攏在一起，而這股將它們聚攏在一起的能量，就是夸克之間的結合能。
宇宙不分上下前後卻分左右，便是如此的神奇。
而這個過程被稱為手性自發對稱性破缺，由這種現象產生的結合能是構成了質子、中子質量的99%，是的，在夸克層面上的結合能表現成了質子中子的質量。
這便是我們日常所見一切事物的質量的源頭。
那麼現在就顯而易見了，劉迷言的目的就是要獲得更強大的對撞機，從而使得人類可以在實驗室中撞出10的15次方gev能級，重現當初宇宙大爆炸時手性對稱性還沒有破缺的環境，然後研究強力還是長程力的時候是怎樣的景象，三力合一的時候是怎樣的，具體有什麼物理表現等等等等.
以此探索掌握大統一理論。
科學是一門以實驗為基礎的學科，沒有實驗，沒有數據，就不會有進步。宇宙規律的門檻，還不至於低到僅憑俺尋思之力就能掌握的地步。
鬱南風知道這一切，所以他明白劉迷言的訴求，同樣也因此，他此刻不知道說什麼好。他也想說人類可以製造出那樣的對撞機，同樣願意看到人類擁有更強的對撞機，可是現實的技術實力不允許啊！
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