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几乎所有事情的绝对神奇理论是什么?

标准型号。对于人类所知的最精确的科学理论来说,

是一个多么枯燥的名字。上个世纪,超过四分之一的诺贝尔物理学奖都是对标准模型的直接输入或直接结果。但它的名字表明,如果你能负担得起每月额外的几美元,你应该购买升级。作为一个理论物理学家,我更喜欢几乎所有东西的绝对神奇的理论。这就是标准模型的真正含义。

许多人回忆起科学家和媒体对2012年希格斯玻色子发现的兴奋。但那场大肆宣传的赛事并不是突然出现的——它为标准车型的50年不败画上了句号。除了重力以外的所有基本力都包含在其中。每一次试图推翻它,在实验室里证明它必须进行实质性的重新加工——在过去50年里已经有很多次这样做——都失败了。

简而言之,标准模型回答了这个问题:什么东西是由什么构成的,它是如何结合在一起的你当然知道,我们周围的世界是由分子构成的,而分子是由原子构成的。化学家德米特里门捷列夫(Dmitri Mendeleev)在19世纪60年代发现了这一点,并将所有原子——也就是元素——组织到了你可能在中学学习过的元素周期表中。但是有118种不同的化学元素。有锑,砷,铝,硒…还有114个。

物理学家喜欢简单的东西。我们想把事情归结为它们的本质,一些基本的组成部分。一百多种化学元素并不简单。古人认为万物都是由五种元素构成的:土、水、火、空气和以太。五比118简单得多。这也是错误的。

到1932年,科学家们知道所有这些原子都是由三个粒子组成的——中子、质子和电子。中子和质子紧密地结合在一起进入原子核。电子比光速轻上千倍,以接近光速的速度绕着原子核旋转。物理学家普朗克、玻尔、薛定谔、海森堡和他的朋友们发明了一门新的科学——量子力学——来解释这一运动。

本来是一个令人满意的停下来的地方。只有三个粒子。三比五更简单。但怎么会在一起?带负电的电子和带正电的质子通过电磁作用结合在一起。但是质子都聚集在原子核中,它们的正电荷应该会将它们有力地分开。中性中子帮不上忙。

是什么把这些质子和中子结合在一起的一个在多伦多街角的男人告诉我,他有一本小册子,我可以读到所有的内容。但这种情况似乎是很多麻烦,甚至对一个神圣的存在-保持每一个宇宙的10⁸⁰质子和中子,并弯曲他们的意志。

扩大了粒子动物园

同时,大自然残酷地拒绝保持其粒子动物园只有三个。实际上是四,因为我们应该计算光子,爱因斯坦描述的光的粒子。当安德森测量正电荷(正电子)从外太空撞击地球的电子时,4个增加到5个。至少狄拉克预言了这些第一个反物质粒子。当发现π介子时,5变成了6,而Yukawa预言π介子将使原子核结合在一起。

随后出现了μ介子——比电子重200倍,但不是孪生的是谁订的?”拉比打趣道。总而言之。七号。不仅不简单,多余。

到20世纪60年代有数百个“基本”粒子。在有序的周期表中,只有一长串的重子(重粒子,如质子和中子)、介子(如Yukawa的π子)和轻子(轻粒子,如电子和难以捉摸的中微子),没有组织,也没有指导原则

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