弱力是什么樣的力( 二 )


中子→質子+電子
質子→中子+正電子
天然的β衰變,正是原子核內的中子放出電子,衰變成一個質子的現象 。當人們想進一步弄清β衰變時,物理學竟在微觀領域遇上了一場生死存亡的挑戰 。按照物理學中最重要的能量守恒定律,β衰變過程中,原子核內部中子衰變成質子而失去的能量,應該等于它所放出的電子帶走的能量 。然而,實驗結果表明,電子所帶走的能量,總比原子核應該放出的能量少得多 。直接觀測的β衰變過程表明,電子具有從零到某一上限的不同動能 。這說明原子核所失去的能量并不恒等,有多有少 。物理學家們為此提出了種種假設,但都無法解釋這樁怪事 。
正在這個緊要關頭,在玻爾領導的哥本哈根理論物理研究所里,有位大膽的青年物理學家泡利,于1933年提出了一個嶄新的理論:在微觀世界,確實存在著一個“竊能賊”,把原子核內釋放的一部分能量偷走了 。泡利假設:它可能不帶電,質量也非常小,同周圍的相互作用力很弱,所以就不知不覺地從測量儀器下溜走了 。
恩里科·費米緊緊抓住泡利關于“中微子”的假設,繼續向縱深思索:如果中微子真的存在,那么,在原子核里出現的β放射性行為,就可以解釋為這樣一個道理:原子核中的中子在衰變成質子的過程中,不僅是放出一個電子,同時還放出一個中微子 。這就是說,前面所講的那種“換身術”不對,正確的方法應是:
中子→質子+電子+中微子
究竟是一種什么力促使這種變化呢?仔細分析,電磁力不可能產生這個過程,因為電磁力的傳遞者是光子,而在這種衰變中沒有光子參加 。費米作了一個大膽的嘗試,他假定:從質子到中子的衰變過程,是由于自然界中某種新的力引起的 。經過一番琢磨,費米得出了幾個新穎奇特的結論:
1.這個力要比電磁力弱10的11次方倍,但比萬有引力要強得多;
2.這個力只能發生在四個自旋為二分之一的基本粒子之間;
3.這個力的作用力程非常短,幾乎為零,即參與相互作用的粒子彼此一離開,力就迅速地消失了 。
弱力沒有本領把任何粒子束縛在一個較復雜的體系中,它只存在于一些粒子發生衰變和浮獲的一瞬間,粒子之間一離開,弱力馬上就消失 。
人們認為自然界果真是存在著一種新的自然力——弱力 。費米也因創立了弱力理論而聞名天下,他的理論得到了舉世公認 。
【弱力是什么樣的力】

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