如果因为某种启事,我们只能在低能下察看球,我们就会觉得存在37种分歧范例的球!
我们没有直接的证据,表白其他星系中的物质是由质子、中子还是由反质子、反中子构成,但二者必居其一,在单一的宇宙中不能有异化,不然,我们又会察看到大量由泯没产生的辐射。是以,我们信赖,统统的星系是由夸克而不是反夸克构成;看来,一些星系为物质,而另一些星系为反物质也是难以置信的。
直到1956年人们都信赖,物理定律别离从命三个叫做C、P和T的对称。C(电荷)对称的意义是,定律对于粒子和反粒子是不异的;P(宇称)对称的意义是,定律对于任何景象和它的镜像(右手方向自旋的粒子的镜像变成了左手方向自旋的粒子)是不异的;T(时候)对称的意义是,如果你倒置统统粒子和反粒子的活动方向,体系应回到起初的那样;换言之,定律对于进步或后退的时候方向是一样的。1956年,两位美国物理学家李政道和杨振宁提出弱感化实际上不从命P对称。换言之,弱力使得宇宙和宇宙的镜像以分歧的体例生长。同一年,他们的一名同事吴健雄证了然他们的预言是精确的。她把放射性原子的核摆列在磁场中,使它们的自旋方向分歧。尝试表白,在一个方向比另一方向发射出得更多电子。次年,李和杨为此获得诺贝尔奖。人们还发明弱感化不从命C对称,便是说,它使得由反粒子构成的宇宙以和我们的宇宙分歧的体例行动。固然如此,弱力仿佛确切从命CP结合对称。也就是说,如果每个粒子都用其反粒子来代替,则由此构成的宇宙的镜像和本来的宇宙以一样的体例生长!
但是,1964年,还是两个美国人――J・W・克罗宁和瓦尔・费兹――发明,在某种称为K介子的衰变中,乃至连CP对称也不从命。1980年,克罗宁和费兹终究因为他们的研讨而获得诺贝尔奖。(很多奖是因为显现宇宙不像我们曾经想像的那么简朴而授予的!)有一个数学定理说,任何从命量子力学和相对论的实际必须从命CPT结合对称。换言之,如果同时用反粒子来置换粒子,取镜像另偶然候反演,则宇宙的行动必须是一样的。但是,克罗宁和费兹指出,如果仅仅用反粒子来代替粒子,并且采取镜像,但不反演时候方向,则宇宙的行动不不异。以是,如果人们反演时候方向,物理学定律必须窜改――它们不从命T对称。
人们停止了一系列尝试,可惜没有获得任何质子或中子衰变的确切证据。有一个尝试是在俄亥俄的莫尔顿盐矿里停止的(为了制止其他因宇宙射线引发的会和质子衰变相混合的事件产生),用了8000吨水。因为在尝试中没有观察到自发的质子衰变,是以能够预算出,能够的质子寿命起码应为1000万亿亿亿(1前面跟31个0)年。这比简朴的大同一实际所预言的寿命更长。但是,一些更精美的大同一实际预言的寿命比这更长,是以需求用更活络的手腕对乃至更大量的物质停止查验。
为甚么夸克比反夸克多这么多?为何它们的数量不相称?这数量有所分歧必定使我们交了好运,不然,初期宇宙中它们必将已经相互泯没了,只余下一个充满辐射而几近没有物质的宇宙。是以,厥后也就不会有人类生命赖以生长的星系、恒星和行星。光荣的是,大同一实际能够解释,固然乃至刚开端时二者数量相称,为何现在宇宙中夸克比反夸克多。正如我们已经看到的,大同一实际答应夸克变成高能下的反电子。它们也答应相反的过程,反夸克变成电子,电子和反电子变成反夸克和夸克。在极初期宇宙有一期间是如此之热,粒子能量高到足以产生这些窜改。但是,它为何使夸克比反夸克多呢?启事在于,物理定律对于粒子和反粒子不是完整不异的。