百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

对称性构成了宇宙的基础,而宇宙又喜欢打破对称性

科学探索万象经验2023-05-08

在物理学中,对称性是指粒子的性质在经过变换后不会改变。最简单的例子是,无论你在地球表面还是在中国空间站上,物理定律都是一样的,这就是空间平移对称性。又或者今天的物理定律与一百年前相同,这是时间平移对称性。这样的对称性向我们表明,有一些用于构建宇宙的简单规则,但它有时也会打破其中的某些规则。

这些力是由载力粒子所介导的,即电磁力中的光子、弱力中的W和Z玻色子和强力中的胶子。现在问题来了,根据标准模型的方程,这些粒子必须都是无质量的。这是方程对称性的要求,它给我们的是无质量的玻色子,不是大质量的玻色子。这也包括希格斯玻色子,根据方程,它也必须是无质量的。

事实上,所有质量都是由于对称性破缺造成的,而不仅仅是基本粒子的质量。希格斯场不能解释宇宙中的大部分质量,中子和质子几乎占了整个原子的质量,它们的质量来自于内部夸克的结合能以及核子之间的结合能。换句话说,它来自与强力相关的胶子相互作用。