物理核裂變和核聚變計算（物理學家精確測量出弱核力）

2023-10-12 14:46:53 2

在我們的宇宙中存在著四大基本力，它們分別是 強核力（Strong nuclear force）、弱核力（weak nuclear force）、電磁力（electromagnetic force）以及引力（ gravitation ）。

強核力是作用於強子之間的力，是目前所知的四種宇宙間基本作用力最強的，也是作用距離第二短的（大約在 10^(-15)～10^(-10) m 範圍內）。

最早研究的強相互作用是核子 （質子或中子）之間的核力，它是使核子結合成原子核的作用。

自 1947 年發現與核子作用的 π 介子 以後，實驗陸續發現了幾百種有強相互作用的粒子，這些粒子統稱為強子。

它負責放射性現象，並只作用於自旋為 1/2 的物質粒子， 而對諸如 光子 、 引力子等自旋為 0、1 或 2 的粒子不起作用。

直到 1967 年，倫敦帝國學院的阿伯達斯·薩拉姆和哈佛的史蒂芬·溫伯格 提出了弱作用和電磁作用 的統一理論後， 弱作用才被很好地理解。

此舉在物理學界所引起的震動，可與 100 年前馬克斯韋統一了電學和磁學並駕齊驅。

溫伯格薩拉姆理論認為，除了光子，還存在其他 3 個自旋為 1 的被統稱作重矢量玻色子的粒子， 它們攜帶弱力。

它們叫W （W正）、W－（W負）和Z0（Z零），每一個具有大約 100 吉電子伏的質量（1 吉電子伏為 10 億電子伏）。

上述理論展現了稱作自發 對稱破缺的性質。它表明在低能量下一些看起來完全不同的粒子，事實上只是同一類型粒子的不同狀態。 在高能量下所有這些粒子都有相的行為。

這個效應和輪賭盤上的輪賭球的行為相類似。在高能量下（當這輪子轉得很快時），這球的行為基本上只有一個方式——即不斷地滾動著；

但是當輪子慢下來時，球的能量就減少了，最終球就陷到輪子上的 37 個槽中的一個裡面去。

換言之，在低能下球可以存在於 37 個不同的狀態。如果由於某種原因，我們只能在低能下觀察球，我們就會認為存在 37 種不同類型的球！

因為弱核力非常微弱，所以是很難測量的。不過，經過多年努力，科學家們精準的測量出了弱核力。

物理學中的大多數東西都遵循某種平衡或對稱的規則，所以說即便我們把整個宇宙都倒轉過來，一起也不會出現變化，只是倒了而已。

但是弱核力不同，粒子分解過程中的弱核力會存在固有的左右偏差。在兩個方向中的一個旋轉電子，並將它們拋向質子時，它們會以精確的方式彈跳，彈跳方式受到自旋方向或「螺旋度」的影響。

研究人員表示，每散射十億個電子，兩個螺旋性結構之間的差異小於 300。通過非常精確地測量這個微小的差別，現在已經能夠確定質子的弱電荷。

研究人員還說，雖然這個實驗還有很多不足之處，但最重要的是已經找到了一種能夠精確測量弱電核的方法，這是一項重要突破。