弱力为什么如此弱

关于粒子物理学，人们可能会问很多问题，其中的一个问题是为什么三个亚原子力当中，弱力会如此弱？在质子大小的距离尺度上强力是最强的，电磁力大约是强力的百分之一，弱力的强度仅为强力的0.001%。要了解这其中发生了什么，需要先了解一些事情。

首先，光子是介导电磁力的粒子，它没有质量也不带电荷。对于弱力，有两个粒子介导相互作用：它们是W和Z玻色子。这两个粒子都非常大，W 玻色子带电荷而Z玻色子是中性的。但是，为了更简单的说明，我们只比较光子和Z玻色子，但最后的结果具有普遍性。为此，我将描述一个具体示例：夸克和反夸克聚集在一起并湮灭成一个携带力的粒子，然后衰变成一个电子和反电子。

如上图所示有两个费曼图，它们显示了正在发生的事情。在左侧的费曼图中，我们看到夸克和反夸克结合在一起形成一个光子，然后衰变成电子和反物质电子。在右侧费曼图中，我们看到了同样的东西，但是光子换成了一个Z玻色子。

虽然费曼图是帮助我们可视化的图，但它们也是伪装的方程式。在这种情况下，每个图包含七个元素。有两个入射粒子和两个出射粒子，然后是发生交互的两个顶点，最后是携带粒子的力。因此，我们可以写出一个方程式，将所有这些组合在一起：它等于入射粒子1×入射粒子2×出射粒子1×出射粒子2×创造顶点×衰变顶点×携力的粒子。

那么，既然这个方程结构控制着两种相互作用，而且它们的费曼图非常相似，那么究竟是什么差异使得弱力比电磁力弱得多？我们看到在这两种情况下传入和传出的粒子是相同的，所以它们不可能是差异的来源。顶点项中包含相互作用的电荷，但是如果我们实际计算弱力电荷和电磁电荷，我们会发现它们的大小非常相似。现在我们只剩下载力粒子这一项，它就是解释弱力太弱的原因，但它是如何发生的呢？