大设计-11

在恒星的元素和早期宇宙。我们不这样做，然而，接触到这个部队我们的日常生活。4。强大的核力量。这支部队拥有共同的原子核内的质子和中子原子。它也拥有共同的质子和中子自己，这是必要的，因为他们静止tinier颗粒制成的，夸克我们在第三章提及。强劲的力量是太阳能源和核电，但与弱力的源泉，我们并没有直接与它接触。第一队的量子版本创建了电磁学。量子电磁场理论，称为量子电动力学，量子电动力学或简称，是由理查德费曼开发和其他人的20世纪40年代，并已成为所有的量子模型场论。正如我们已经说过，根据经典理论，部队转交领域。但在量子场论的力场被描绘成被制成各种小学-----------------------页面89----------- ------------大设计粒子称为玻色子，这是强制执行的微粒物质之间飞行来回颗粒，转递的力量。该物质粒子被称为费米子。电子和夸克费米子的例子。光子，或光粒子，是一个玻色子的例子。这是玻色子电磁力的传递。什么情况是，一个物质粒子，如电子，从它发出一个玻色子，或强制粒子，反冲，就像一门大炮发射后反冲一炮弹。该部队的粒子，然后与另一物质粒子碰撞和吸收，改变了该粒子的运动。根据量子电动力学，所有费用之间的相互作用粒子颗粒，感觉电磁力描述了汇率方面的光子。对量子电动力学的预测已经过测试，发现实验结果非常符合精度。但表演用QED所需的数学计算是很困难的。该问题，因为我们将会在下面看到的是，当你增加了粒子交换上述框架量子要求之一，包括所有的历史，其中一个可能发生的相互作用为例如，所有的力量粒子可以交换，成为数学方法复杂。幸运的是，随着替代的历史发明，概念的方式约在最后一章，费曼描述量子论的思维也制定了整齐图解法核算的不同的历史，今天的方法不仅适用于量子电动力学，而是所有的量子场论。费曼的图形可视化方法提供了对历史求和中的每学期的方式。这些图片，被称为费曼图，是现代物理学的最重要的工具之一。在量子电动力学的所有可能的历史总和可以表示为一个总和超过费曼图像那些下，它代表的方式是有可能的两个电子撒了一些每次通过电磁力等。在这些图中的实线代表电子和光子的波浪线代表。时间被理解为从底部发展到顶部和地方线加入对应光子被发射或吸收电子。图（a）代表两个电子相互接近，交换一个光子，然后继续上路了。这是最简单的方式，两个电子可以交互电磁，但我们必须考虑所有可能的历史。因此，我们还必须包括像图（乙）。该图也图片两条线，即将到来的电子登台-----------------------页面90----------- ------------大设计两线走出去，分散的，在这个图，但是两个的电子交换光子飞行前关闭。图图的只是少数的可能性，事实上，有是的图表，它必须在数学上占了无限的。费曼图并非只是想象和分类整齐，可能会发生怎样的互动方式。费曼图来的规则，让你读出的线条和顶点，每个图中，一个数学表达式。的概率，说，即将上任的电子，有些由于最初的势头，最终将一些特殊飞行，然后关闭最后势头通过总结得出每个费曼图的贡献。这可能需要一些工作，因为，正如我们已经说过，他们有无限的数量。此外，尽管传入和即将离任的电子被赋予一个明确的能量和动力，在封闭循环的粒子在该图内有任何能量和动力。这一点很重要，因为在费曼的总和形成一笔不只是一个人必须对所有的图表，而且对所有这些价值能源和动力。费曼图可视化和计算提供了巨大帮助物理学家概率的进程所描述的QED方案。但是，他们并不能治愈疾病的一个重要遭受的理论：当您添加从不同的无限多的贡献历史，你就会得到一个无限的结果。 （如果在一个无限和足够快的连续下降条件，它是可能的总和是有限的，但不幸的是，这里不会发生。）特别是，当费曼图加起来，答案似乎暗示电子有无限的质量和电荷。这是荒谬的，因为我们可以测量的质量和电荷，它们有限的。为了处理这些无穷，一个过程称为重整化的开发。对重正化过程包括减去被定义为无限量在这种消极的方式，通过精心数学会计，负无限总和无限的价值观和积极的价值观，在理论上出现几乎抵消了，留下一小余下的质量和电荷有限的观测值。这些操作可能听起来像得到的东西，你在学校的数学考试中及格成绩排序，和重整化是的确，正如它的声音，数学怀疑。其中一个后果是，该得到的值对质量和电子电荷的方法可以是任何数量有限。具有优势物理学家可以选择的方式，给出正确的答案负无穷大，但缺点是质量和电荷，因此不能与预测理论。但是，一旦我们确定了以这种方式电子质量和电荷，我们可以利用量子电动力学，使许多其他非常准确的预测，这都同意非常密切观察，因此对量子电动力学重整化是基本要素之一。早期的胜利量子电动力学，例如，是所谓的兰姆位移正确的预测，在小的变化对氢原子的能量的国家之一，1947年发现的。-----------------------页面92----------- ------------大设计在量子电动力学的重整化的成功尝试鼓励寻找量子场论描述性质的其他三股势力。但自然力量的划分为四个类别可能是人为的，是我们缺乏了解的结果。因此，寻求人一切理论，将统一到一个单一的法律兼容四班量子理论。这将是物理学的圣杯。有迹象表明统一是正确的方法来从弱力理论。该量子场论描述自身的弱力不能重整化，也就是说，它已无法通过减去一个诸如质量和数量有限数量取消无穷费。然而，在1967年和史蒂芬温伯格萨拉姆各自独立地提出了电磁理论中，是统一与弱力，并发现该统一治好了瘟疫无穷。统一的力称为电弱力。其理论可能- 0 0是重整化，并预言三新粒子称作W，W和Z的。因为证据?-----------------------页面93----------- ------------大设计发现于1973年在日内瓦欧洲核子中心。萨拉姆和温伯格在1979年被授予诺贝尔文学奖，虽然W和Z粒子不能直接观测，直到1983年。强劲的力可重整化对自己在所谓的量子色动力学理论，量子色动力学或。根据量子色动力学的质子，中子，和许多其他物质的基本粒子是由夸克，其中有一个显着的属性，物理学家们来呼叫色彩（因此称为“色”，虽然只是夸克的颜色是有帮助的标签，是没有明显的颜色连接）。夸克有三种所谓的颜色，红色，绿色和蓝色。此外，每个夸克的反粒子的合作伙伴，以及这些颜色所谓的反粒子是红色，反绿色，反蓝。这种想法是没有净色组合，可以存在只作为自由粒子。有两种方法来实现这种中立的夸克组合。一种颜色，它的反色取消，所以一个夸克和一个反夸克组成一个无色对，一个不稳定的粒子被称为介子。另外，当所有的三种颜色（或反颜色）混合时，因无净色。三夸克，每种颜色之一，形成稳定的粒子称为重子，其中质子和中子的例子（三反夸克构成的反重子的粒子）。质子和中子是重子构成的原子和原子核是所有的普通物质基础宇宙。第3章QCD的也有一个属性叫做渐近自由，这是我们所指的，它不点名，在。渐近自由意味着强大力量夸克间小当夸克彼此靠近而增加，如果他们越远，而仿佛他们是被橡皮筋加入。渐近自由解释了为什么我们没有看到分离夸克的性质，并已无法出示他们在实验室里。不过，即使我们不能观察单个夸克，我们接受了模型，因为它运作良好，在解释行为的质子，中子和其他微粒物质。统一后的弱力和电磁力，在20世纪70年代物理学家寻找一种方法，使这一理论的强大力量。有是所谓的大统一理论和统一理论的统一与弱力和电磁力的强大，但是他们大多预测，质子，而我们是用的东西，应该衰减，平均，经过约一千〇三十二年。这是一个很长的寿命，鉴于宇宙是只有1010岁。但在量子物理学，当我们说粒子的平均寿命为1032年，我们不意味着大多数粒子活约1032年，有的多一点，有些少一点。相反，我们的意思是，每一年，有1粒子在1032腐烂的机会。因此，如果你留意短短几年坦克含1032质子，你应该看看一些质子衰变。这是不是太辛苦建立这样一个坦克，因为1032质子在短短一千吨水中。科学家这样的实验已经完成。原来，检测和区分衰减由宇宙射线引起的其他活动他们从空间，不断淋浴我们是不容易的事。为了尽量减少噪音，进行了实验，如在内心深处的地方神冈矿业和冶炼公司是我的3281在日本下，山是从宇宙射线屏蔽有点脚。作为一个结果-----------------------页面94----------- ------------大设计34在2009年的观察，研究人员得出结论，如果在所有质子衰变，质子寿命超过10岁以上，这是大统一理论的坏消息。因为早期的观测证据，也没有支持胆量，大多数物理学家通过一个特设的理论称为标准模型，其中包括部队的电弱统一理论，并作为量子色动力学理论的强大力量。但是，在标准模型中，弱电和强大的力量单独行事，并没有真正统一。标准模型是非常成功的，目前所有的同意观测证据，但它最终从没有不满意的电弱统一和强大的力量，因为，除此之外，它不包括严重性。它可能已被证明难以融合的电磁和弱力的强大力量，但这些都不是问题比较重力与合并与其他三个，甚至创造一个重力独立的量子理论的问题。究其原因的量子理论