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第664章 “你,去把强力干掉!”惊世课题!

李承道心头震撼!

他很清楚,仅仅这几句话,要是传到物理学界,会引起何等的地震!

这绝对是当今世界对强力的最好和最前沿的预测!

而现在,父亲亲口告诉了他这个想法。

可以说,诺奖的大门就在眼前。

能不能推门进去,就看他自己的水平了。

这是父亲对他的考验,寄予了无限的期望。

此刻,李承道面色凝重,坚定地说道:

“父亲,我会尽我最大的努力研究这个问题。”

李奇维满意地点点头。

这个课题的地位极其重要,是粒子物理标准模型的萌芽。

真实历史上,在狄拉克、海森堡等人创造出量子场论的思想后,顿时风靡物理学界。

三四十年代,正好强力和弱力也开始进入物理学家们的视野。

因此,很自然地,就有人想用量子场论来解释强力和弱力。

前面说过,标准模型中,解释强力的理论是量子色动力学,其核心是夸克。

但是在那个时代,夸克还没有被发现,量子色动力学不可能诞生。

因此,描述强力的是另外一种理论:介子理论,它就是量子色动力学的前身。

而介子理论的提出者,就是来自樱族的汤川秀树(小川秀树)。

他师从长冈半太郎和仁科芳雄,被誉为樱族年轻一代的物理天才。

1935年,28岁的汤川秀树,在樱族本国的杂志上发表了一篇论文,名为“关于基本粒子的相互作用”。

论文名字平平无奇,但内容却惊世骇俗。

在文章中,汤川秀树提出存在一种“介子”,它能传递核子之间的相互作用。

所谓核子,就是指组成原子核的质子和中子的统称。

在粒子物理标准模型中,大家经常会听到各种“子”,它们都有着特殊的历史含义。

(具体而详细的解释会放在后面,现在是简单介绍)

在前期,标准模型还没有成型时,随着发现的粒子越来越多,物理学家们就把所有粒子分为两种:重子和轻子。

顾名思义,重子就是质量较大的粒子,比如质子、中子等。

轻子就是质量较小的粒子,比如电子、中微子等。

而汤川秀树从他的理论上计算出,传递强力的粒子,其质量是电子的273倍(质子质量是电子的1836倍)。

这个质量不大不小,因此他就称为“介子”,意思是介于重子和轻子之间的粒子。

介子理论一出,顿时震惊了物理学界。

很多实验物理学家都开始了寻找介子之路。

1936年,安德森在宇宙射线中发现了一种质量约为电子207倍的新粒子。

当时,他兴奋地以为这就是汤川秀树所预言的介子,毕竟质量差的不是特别多。

于是,他把这种粒子称为“μ介子”。

但是很快,有人就发现,这个μ介子与原子核的相互作用极其微弱,它不可能传递强力。

后来证明,μ介子确实不是介子,而是一种全新的轻子,于是被改名为“μ子”。

形象理解,μ子就是大号的电子,是标准模型里61种基本粒子的一种。

寻找介子的过程并没有停下。

1947年,英国物理学家鲍威尔在宇宙射线中,终于发现了一种质量为电子273倍的新粒子。

这个质量简直和理论计算的一模一样,并且这种新粒子与原子核会发生强烈的相互作用。

很快,它就被证明了,就是汤川秀树所预言的介子,被命名为“π介子”。

至此,汤川秀树的介子理论得到了公认,他也因此获得1949年的物理诺奖,成为樱族首个获得诺奖的人。

而发现π介子的鲍威尔,也因此获得了1950年的物理诺奖。

此外,π介子正式开启了粒子物理学分支,鲍威尔被称为粒子物理学之父。

由此可见,介子理论的重要性。

这时,有人会疑问了:

“不对啊,之前不是说传递强力的是胶子吗?”

“怎么现在又变成了介子?”

这就是介子理论和量子色动力学的区别。

后者是在前者的基础上发展而来的。

我们知道,每个质子或者中子,都是由三个夸克组成。

质子和中子之所以能单个保持稳定,靠的就是三个夸克之间的相互作用,这里传递作用的粒子就是胶子。

形象理解,三角形最稳定嘛。

可以把胶子想象成光子那样的粒子,它没有质量。

但有人疑问了:夸克在质子内部,那质子和质子之间的吸引力,也就是强力是在外部的,夸克怎么影响?

情况是这样的。

夸克之间的作用,会产生一种“逸散效应”。

即,这种力会渗透到质子外面很小一段距离,也正好就是强力的作用范围。

正是因为这逸散出的部分力,才牢牢地把质子和中子全部结合在一起,表现出强力的作用。

而这个过程中,就会产生介子。

因此,汤川秀树的介子理论,本质上描述的是胶子在传递强力时,逸散出的那部分力。

所以,它是量子色动力学的基础。

毕竟,在汤川秀树那个时期,还没有夸克,他只能从质子和中子这个整体去考虑强力的传递。

即便最后被量子色动力学取代,但不管怎么说,介子理论的重要性不言而喻。

正是因为它的出现,粒子物理才开始飞速发展,各种新理论和现象层出不穷。

至于弱力,则是另外一个截然不同的故事。

因为弱力是单个中子或质子内部的现象,所以与强力有很大的不同。

此刻,李奇维交给老大的课题,就是汤川秀树的介子理论。

一旦李承道能攻克这个难题,他将瞬间成为顶尖物理学家。

父亲的名字将不再是他的压力,而是传承与荣誉!

汤川秀树:你们父子情深,有人考虑过我的感受吗?

李承道从父亲的眼神中,看到了期望和宠爱。

他脸上带着幸福的笑容,浑身都充满了干劲,恨不得一天能只睡2小时就好了。

有了目标后,整个人的精气神完全不一样。

李奇维看出了他的兴奋,笑着劝说道:

“不要急,慢慢来。”

“这其中用到的数学知识可能会比较深奥。”

“你需要在课外拓展自己的数学水平。”

通过这些天的了解,他认为李承道的数学还是差了点。

“这也是一个优秀理论物理学家的必经之路。”

“可以多向你的五师师兄请教,他的数学功底非常好,足以当你的老师。”

李承道用力地点点头。

论学术研究起点,他号称第二,全世界都没人敢号称第一。

他并不是迂腐之辈,放着金山不用。

“不过,钱师兄最近很忙,我也不会随意去打扰他。”

李奇维嗯了一声。

“前期一定要自己摸索,再难也不要放弃。”

“只有实在没有头绪时,才需要请教,那样也是最有效果的。”

“如果五师也不会,就来找我。”

李奇维就这样手把手,一点一滴地传授给李承道经验。

他相信对方一定能突破自己的局限!

“道儿,我很好看你啊!”

(本章完)

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