第1章 看看宇宙大爆炸(16/18)
融入电弱理论之中。2013年,恩格勒、希格斯因希格斯机制相关研究荣获诺贝尔物理学奖。
四、物质与反物质的对称破缺
宇宙大爆炸初期,按照理论原本重子数与反重子数应是对称的,然而当下宇宙却主要由物质构成。在大爆炸后的极早期阶段,或许是由于某些尚不明晰的高能物理过程,比如大统一理论中x玻色子等介导的相互作用,致使重子数对称性被打破,使得反夸克相较于夸克消失得更快,最终宇宙中只剩下由夸克构成的正物质,反物质则逐渐消失不见。
尽管这一对称破缺发生的具体条件和内在机制目前仍不清楚,但科学家们通过对宇宙中物质与反物质不对称性的观测、研究,以及构建相关理论模型,普遍认为这种对称性破缺是宇宙中物质占据主导地位的关键原因,并且有部分研究指出此过程中产生的戈德斯通玻色子有可能是暗物质的来源。
五、宇称不守恒
1956年,李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒这一开创性理论,随后吴健雄通过钴 - 60的β衰变实验对其予以证实。她在极低温环境下,运用强磁场把两套装置中的钴 - 60原子核自旋方向分别调整为左旋和右旋,结果发现这两套互为镜像的装置中,钴 - 60放射出来的电子数存在很大差异,而且电子放射方向也呈现出不对称性。
从本质上来说,宇称不守恒意味着在弱相互作用里,互为镜像的物质其运动是不对称的。在微观世界中,弱相互作用下的宇称不守恒始终存在,并且佛罗里达大学的天文学家发现,宇称不守恒可能会对宇宙星系三维聚类产生影响,而这种影响所需的宇称不守恒情况需发生在大爆炸的暴胀时期。
六、电荷共轭对称性破缺
电荷共轭对称性要求物理规律在粒子与反粒子相互转换时保持不变,不过在弱相互作用中,这一对称性遭到破坏,进而导致粒子和反粒子的行为出现差异,它也是造成宇宙中物质与反物质不对称的原因之一,其发生时间与物质和反物质对称破缺密切相关,大致出现在宇宙大爆炸初期。
七、时间反演对称性破缺
时间反演对称性意味着物理规律在时间倒流的情况下理应保持相同,但是在诸如中性k介子的
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