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“質量間隙”問題,一直是“物理大一統”這個被視為現代物理學聖盃的終極理論的最大攔路虎。如果用數學語言來描述,這個問題可以描述為:“對任何緊的、單的規範群,四維歐幾里得空間中的量子楊-米爾斯方程組有一個質量間隙的解。”
前面也說過了,為了實現“物理大一統”,就要尋找到一個統一的理論框架,將自然界僅存在的四種基本力,即電磁力、引力、強力與弱力統一起來。
目前引力可以用廣義相對論描述,電磁力可以用麥克斯韋方程組描述,而強力與弱力都是在原子核內部發現的新的“力”,只能依靠量子理論來解釋。
何謂“強力”與“弱力”?
具體來說,強力主要作用在粒子之間,所以常稱為“強核力”,它是所知的四種宇宙間基本作用力中最強的,透過膠子將各個夸克“黏在一起”,從而實現質子與中子之間的緊密連線。強力最廣為人知的運用例項就是核裂變,即原子彈的製造原理。
弱力也是各種粒子之間的一種相互作用,是以W+,W-,Z0等叫做“玻色子”的粒子作為傳遞媒介的。在弱力的作用下,中子可以轉化為質子。弱力真正發揮作用,是在原子核衰變時,其中在β衰變中最為明顯,比如碳-14透過弱相互作用衰變成氮-14。微觀粒子的弱力是唯一不遵守宇稱守恆的存在。
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