他还打趣说:“谁要是能记住所有的粒子名称,谁就能成为生物学家了”
好一个鄙视链啊
玩笑归玩笑
这时候,一个最严峻的问题摆在了物理学家面前:
“这些粒子都是不可再分的基本粒子吗?”
在当时,所有物理学家都会异口同声地回答:
“不可能!”
“绝对不可能!”
“这些粒子数太多太杂了”
“我们的宇宙是那么的美丽和对称,绝对不可能有如此臃肿垃圾的底层代码”
所谓屎山代码,物理学家也是深恶痛绝的
于是,粒子物理学有了新的目标:揭开强子的内部之谜
物理学家们坚信,这些不同的强子,肯定是由更基本的粒子组成
就像元素只有几十种,却能组合成成千上万的化合物一样
提出更基本的粒子谁都会,但关键是有什么证据?如何证明?
很多物理学家都提出了各种各样的模型
但最终全部都失败了
这时,提出奇异数的盖尔曼又出手了
他和其他人的想法都不同
“咱先别管那个更基本的粒子是什么”
“先把已有的这些强子们进行更细致的分类吧”(李奇维提出的思想)
那么,要怎么分类呢?
盖尔曼不愧是绝世天才,他从量子数守恒的原理出发,把强子按照量子数进行分类
他画出了一个非常类似【华夏八卦图】的图形
他把那些强子按照量子数的某种规则,放在八卦图的各个节点
前面说过,粒子会发生衰变,变成新的粒子
所以,八卦图节点之间的连接就是衰变行为
这样一来,从哪个粒子到哪个粒子的路径就一目了然了
但这时候又产生了一个问题
八卦图只有八个节点,而新发现的却有九种介子、九种重子
九比八多一,仿佛是大道的一线生机
当强行把九种粒子放入八卦图后,图形就不对称了,露出了一截小尾
这时候,物理学家的信仰又开始发挥作用了
“宇宙一定是简洁而对称的!”
盖尔曼灵感爆发,大笔一挥:
“这里应该还存在一种新粒子!”
“加上它,八卦图就变成了强子十重态,依然是对称的”
盖尔曼把这个新粒子称为“Ω粒子”,它是一种重子
很快,1964年,物理学家通过k-介子与质子的碰撞,发现了Ω粒子
盖尔曼一战封神!
这个成果也是他获得诺奖的主要原因
但到了这里,故事还没有结束
强子的内部到底还有没有结构呢?
此时,盖尔曼已经是强子领域的绝对权威
他的分类法让杂乱无章的粒子变得非常规整,犹如掌上观文
盖尔曼再次发起冲锋
他的思路很简单,先假设存在一个这样的基本粒子,它能组合出目前已知的任何强子
靠什么组合?
想必聪明的你肯定猜到了
没错,还是量子数
盖尔曼故技重施,通过量子数来“硬凑”
他构想了三种基本粒子,分别是:上夸克u、下夸克d、奇夸克s
此外,还有它们各自的反版本,即反上夸克、反下夸克、反奇夸克
前面说过,在八卦图中,通过量子数的加减就能解释粒子的衰变秘密
而现在这六种夸克也有自己的量子数
盖尔曼就想:
“只要我通过六种夸克的量子数,能组合出所有已知强子的量子数,那不就说明夸克就是更基本的粒子吗?”
说干就干!
一干还真行!
盖尔曼的夸克模型,真的能组合出当时已知的所有强子
其中,两个夸克能组成一个介子;比如π+介子是由一个上夸克和一个反下夸克组成
三个夸克能组成一个重子;比如,质子就是由两个上夸克和一个下夸克组成
可以看出,牛逼哄哄的夸克和夸克模型,其实完全就是靠量子数硬凑出来的
不是大家想象的那种:一位大佬绞尽脑汁,通过各种复杂深奥、高深莫测的理论推导出来的
好像我上我也行的样子
1964年,盖尔曼正式发表了自己的夸克理论
很显然,当时大部分物理学家都不接受这个理论
“这他娘硬凑出来的能行吗?”
“就算是大佬也不能这么玩吧”
而且最重要的是,夸克所带的电荷是分数,这就有点太扯淡了
电子的电荷是一个单位基本电荷,经受住了无数的考验
而电子又是公认的基本粒子,不可再分(盖尔曼的理论中,电子也不可分)
所以,分数电荷算怎么回事?
但盖尔曼毕竟是超级大佬,他的理论再离谱,大家也会去研究
毕竟之前人家凑出来的Ω粒子,最后还真的被找到了
也许夸克是同样的情况
于是,很多人开始寻找夸克这个“更基本的粒子”
结果怎么说呢?
既找到了又没有找到
因为实验人员发现用电子撞击质子时,确实撞到了质子的某种内部结构
这表明,质子并不是基本粒子,它的内部还有东西
但是不是盖尔曼预言的夸克,谁也说不准,因为夸克太小了,超出了检测能力
所以,最后得出结论:夸克可能存在
盖尔曼再次封神!
这时候,有人着急了:
“作者,你怎么还没讲到标准模型啊”
不急
从1964年到1974年,这十年间,盖尔曼的夸克理论越来越受到重视
因为新发现的各种强子现象,都可以用三种夸克和它们的反夸克解释
看来三种夸克就是基本粒子了
然而,就在这时,一位华人大佬出手了!
“三个夸克它也不对称啊!”