随着粒子越来越多,仅仅按照重量法分的重子、轻子有点不合适了。
于是,物理学家将所有和强力相关的力统称为【强子】。
希望从相互作用的角度梳理粒子的性质。
强子就包括了重子和介子。
重点来了!
物理学家在研究强子的时候,发现了一个非常奇怪的现象。
以Λ子为例,它是强力作用的产物,性质不稳定会发生衰变。
Λ子会衰变成π-介子和质子。
那么很显然,物理学家就想,π-和质子在强力的作用下,也会变成Λ子。
然而,实验结果却发现,π-和质子是在弱力的控制下,变成了Λ子。
这里要提一下,怎么才能知道粒子衰变受什么力控制呢?
把两个粒子相互作用比喻成两个靶面碰撞。
碰撞面积越大,则就越容易发生碰撞。
而物理学家发现,力越强,则碰撞面积越大。
四大力按照强度排序:强力>电磁力>弱力>引力。
所以,物理学家通过测量碰撞截面,就能知道粒子的作用过程是受哪个力控制。
回到上面,要如何解释Λ子的问题呢?
这时候,美国物理学家盖尔曼提出了一个新的量子数:“奇异数”。
这是一个和同位旋类似的量子数,是盖尔曼在研究了大量的粒子性质后,假想的一个量子数。
想的过程也很简单,就是加减乘除硬凑。
比如一个粒子衰变中,有重子数1、轻子数1、电荷数+1、自旋1/2、同位旋2/3等等量子数。
按照规律,这些量子数的数值在作用前后都需要守恒才行。
但是现在Λ子不守恒了。
好办,新加个奇异数凑守恒就行了。
就是如此朴实无华的理论。
这里,其实也能体现出民科和真正物理学家的区别。
前者的凑,那是毫无理由和基础的凑;而后者的凑,是在深入研究已有结果的基础上,能完美解决问题。
两者不可混为一谈。
解决了不守恒的问题后,物理学家开始系统地研究这些新粒子。
很快,大家就发现,通过让这些已知的粒子发生碰撞,能得到很多的人造新粒子。
(碰撞产生新粒子有相应的理论能证明,这里就不提了。)
于是乎,到了60年代,粒子家族的成员已经超过了300种,连希腊字母都快不够用了。
其中绝大部分都是各种各样的强子。
最重要的是九种介子和九种重子。
九种介子:p+、p0、p-、k+、k0、反k0、k-、w、。
九种重子:Σ-、Σ0、Σ+、≡-、≡0、Δ++、Δ+、Δ0、Δ-。
这些粒子同样拥有自己的电荷数、重子数、同位旋数、奇异数等各种量子数。
这时候,物理学家们已经被300多种粒子折磨的死去活来。
比如发现兰姆位移的那个兰姆,就曾无奈地说过:
“以后谁要是再发现新粒子,先罚他1000美元再说。”
可见越来越多的粒子已经把大家都逼疯了。
要是在以前,发现新粒子是多么大的荣誉啊,整个学界都要震惊,普天同庆。
但是现在,新粒子多到物理学家已经想吐了。
果然,什么东西一玩腻了,就没意思了。
而且,大家也不需要把这些粒子记得那么清楚。
因为费米也记不住
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。”