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物理学的一般定律告诉我们,力的作用范围与其承载的粒子质量成反比。
这就是为什么电磁力的作用范围是无限的—这是只有零质量的光子才能给予的礼物。
现在人们明白了为什么W和Z玻色子的质量一定如此之大。
只有非常重的粒子才能产生像弱力这样的短距离作用力,但是,无质量的光子如何调和W和Z玻色子所带来的相同的电弱相互作用呢?是什么真正将W和Z玻色子与光子区别开呢?质量到底是多少?
用术语说,这些问题的名字统称电弱对称性破缺,参照这一事实—理论上,从一个对称的情景开始,电磁力和弱力应该是同一物体,而事实上,对称性被“打破”
并且两种力截然不同。
自20世纪60年代起,人们就开始疑惑造成这种破缺的原因,并设计了许多解决办法,但“1964年的男孩们”
出现之前,没有一个真正令人信服的答案。
再一次,一些年轻人提出了一个新的想法,一个前所未有的想法,打破了常规。
他们是两个三十岁出头的比利时男孩以及一个和他们同龄的英国人。
罗伯特·布劳特和弗朗索瓦·恩格勒是很好的朋友。
他们有很强的幽默感,他们喜欢美食、美女和笑话。
他们性格外向,思想丰富,并富有感染力。
他们一直从事固态物理学的工作,但是后来他们决定将注意力集中在粒子物理学上。
这不是他们擅长的领域,他们犹豫了很长一段时间,才将他们在这个新学科的第一个作品出版发表。
他们担心自己忽略了一些琐碎细节,害怕写废话。
对他们来说,解决方案似乎显而易见。
他们已经在其他固态的典型情况下看到了它的作用。
如果这两种相互作用的方程是相同的,只能是它们传播的方式打破了对称性—那就是真空。
换句话说,正是真空“打破了对称性”
,因为真空并不是虚无。
要证明电磁力和弱力之间的区别,有必要承认存在一个“场”
,它占据了空间的每一个角落。
这么说似乎是一件小事。
如果你思索一下,就会发现,没人把它们当回事也不足为奇。
这两位“新人”
到来并告诉我们,宇宙的每个角落都弥漫着一种微妙而神秘的东西,这是之前从未有人考虑过的。
他们投递的文章被接受并发表,但一开始没有引起相关的反响。
几周后,同一家杂志又收到了另一篇文章,从完全不同的角度探讨了相同的话题,得出了相似的结论。
作者是彼得·希格斯,一位年轻且名不见经传的英国物理学家。
他刚被召到爱丁堡,与这两位比利时人年龄大致相同,但性格完全不同。
他是一位数学物理学家,他独自工作。
他很严肃,很保守,很爱他的妻子,不太喜欢和同事一起来往或欢宴畅饮。
他的文章的第一版寄给了另一家杂志,但被拒绝了。
他几乎不情愿地,在8月又工作了几周,以回应评审人员,也就是那些被匿名召集来决定提议文章是否应该发表的科学家们的反对意见。
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