除此以外,6种类型以外是不是还有新的夸克?夸克是否还可以细分为更小的粒子?这些疑问还需要通过更深入的探索才能解答。
中微子
宇宙间的“隐身人”
·知道
中微子个头小,不带电,是轻子的一种。中微子又分为三种,即电子中微子、μ中微子和τ中微子。它们在自然界广泛存在,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”。太阳内部核反应产生大量中微子,每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。除特殊情况外,在恒星内部产生的中微子能够不受阻碍地跑出恒星表面,因此探测来自恒星内部的中微子可以获得有关其内部的信息。
中微子有一个特殊的性质,即它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,通常称为中微子振荡。1998年,日本超神冈实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象。2012年3月8日14时,我国大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。这一重要成果对于最终揭开宇宙起源和演化之谜有着重大意义。
目前,中微子振荡尚未完全研究清楚,它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用,而且与宇宙的起源与演化有关,例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。
·不知道
中微子有大量谜团尚未解开。
中微子的质量问题到底是怎么回事?中微子有没有磁矩?有没有右旋的中微子与左旋的反中微子?有没有重中微子?太阳中微子有没有失踪?太阳中微子的强度有没有周期性变化?太阳中微子失踪的原因是什么?有没有中微子振荡?宇宙背景中微子怎样探测?它在暗物质中占什么地位?有没有中微子星?恒星内部、银河系核心、超新星爆发过程、类星体、极远处和极早期宇宙有什么奥秘?
因此,中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。
规范玻色子
传递微观世界中的相互作用
·知道
规范玻色子是这样定义的——传递基本相互作用的媒介粒子。曹庆宏解释说,好比站在两艘小船上相互抛球的两个人,他们之间的距离会随着球的抛接越来越远,而他们之间的这个球,在微观世界中,就可以看作是规范玻色子。
追溯这一领域的研究历史,会出现一个我们耳熟能详的名字——杨振宁。曹庆宏介绍,20世纪50年代初期,实验上发现了许多的新粒子,这些粒子之间的相互作用非常繁杂。1954年,杨振宁和米尔斯试图建立更为普适的相互作用理论,提出了具有定域同位旋不变性的理论,并发现对称性要求必须引入三种矢量规范场。我们熟悉的电磁理论虽然也遵从定域不变性,但光子之间并不存在直接相互作用。与此不同的是,杨-米规范理论中的规范场粒子之间存在直接的相互作用。非常不幸的是,定域不变性还要求规范波色子质量为零,这使得杨-米规范理论被粒子物理学界忽视了很久。
1964年希格斯等人提出“希格斯机制”,通过真空对称性自发破缺来赋予规范场粒子质量。1967年温伯格借助“希格斯机制”成功地建立和实验事实符合的电弱统一理论。此后,规范理论才引起人们的关注。