强核力 量子力学：弱相互作用和强相互作用的区别

量子力学体系中有两种力，一种强，一种弱。让我们互相了解一下。这篇文章有1800多字。阅读需要10分钟。

粒子尺度的两种力。先说弱交互。我们现在知道弱相互作用理论指出它是由W和Z玻色子的交换(发射或吸收)引起的。因为弱力是玻色子发射(或吸收)引起的，所以是非接触力。最著名的发射是β衰变，这是放射性的一种表现。

重粒子本质上是不稳定的。因为Z和W玻色子比质子或中子重得多，弱相互作用的相互作用距离很短。这种相互作用被称为“弱”，因为它的一般强度比电磁和强核力弱几个数量级。

大多数粒子在一段时间后会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一个独特的特征——即夸克味的变化——这是其他相互作用所不能做到的。另外会破坏宇称对称性和CP对称性。夸克的味觉变化使得夸克在六种“味觉”中可以互换，这本身就说明了它们与强大的相互作用力密切相关。

弱相互作用的载流子粒子(W和Z玻色子)质量非常大(约90 GeV/c2)，所以寿命很短:平均寿命约为3× 10-25 [10减25]秒。

弱相互作用的耦合常数(相互作用强度的一个指标)在107 [10为负7次方]到106 [10为负6次方]之间，而强相互作用的耦合常数约为1，所以弱相互作用就强度而言是弱的。

弱相位相互作用的作用距离很短(约1017-1016米)。在1018米左右的距离，弱相互作用的强度和电磁的强度差不多；但在3× 1017左右的距离，弱相互作用比电磁相互作用弱一万倍。

在标准模型中，弱相互作用会影响所有费米子，以及希格斯玻色子；弱相互作用是中微子除引力相互作用之外唯一有效的相互作用。弱相互作用不产生束缚态(不需要束缚能)——引力在天文距离做，电磁力在原子距离做，强核力在原子核内做。

她最明显的过程是由第一个特征引起的:味觉变化。比如，一个中子比一个质子(中子的核伙伴)重，但是它不能衰变为一个质子而不变味。它的两个“下夸克”中的一个需要变成“上夸克”。因为强相互作用和电磁相互作用不允许变味，所以必须用弱相互作用；如果没有弱相互作用，夸克的特性，比如奇异性、魅力(与同名夸克有关)，在所有相互作用下都会守恒。所有介子都因为弱衰变而不稳定。在β衰变过程中，中子中的“下夸克”会发射出一个虚拟的W玻色子，然后衰变为一个电子和一个反电中微子。

因为玻色子质量大，弱衰变的强度比强或电磁衰变低，所以发生的比较慢。例如，一个中性π介子通过电磁衰变时，寿命约为10-16秒。带电π介子受弱核力衰变时，寿命约为10-8秒，是前者的1亿倍。相比之下，自由中子(因弱相互作用而衰变)的寿命约为15分钟。

接下来我来看最后一种力，强相互作用力。研究的第一个强相互作用是核子(质子或中子)之间的核力，是核子结合成原子核的相互作用。自从1947年发现π介子与核子相互作用以来，已经发现了数百个相互作用很强的粒子，统称为强子。第二短的操作距离。

核子之间的核力是强相互作用。她顶住质子之间的电磁力，将质子和中子牢牢束缚在原子核内，保证了原子核的内部稳定。随着研究的深入，我们知道强相互作用力与夸克和胶子密切相关。

也就是后来发现质子和中子不是基本粒子，而是由更小的夸克粒子组成。最基本的力是质子和中子中束缚夸克的力，核子间的强力实际上是上述力的副作用。量子色动力学解释说，夸克含有一种叫做色电荷的物质(与肉眼可见的颜色无关)。不同色荷的夸克会因为强烈的相互作用而相互吸引，介质是一种叫做胶子的粒子。

可以说胶子把夸克结合成强子。所以她是一个复合粒子。我们通过强子间接认识夸克。不是对夸克的直接观察。这是我在开始写这本书的时候提到的。

强相互作用比其他三种基本相互作用更对称，即强相互作用中有更多的守恒定律。强相互作用不是长程力，而是类似重力和电磁相互作用的短程力。但其受力范围比弱相互作用的要长，约为10-15 m，约等于原子核内原子核之间的距离。

四大势力，我已经给你介绍过了。即使我找到了更多的信息，也远远不足以让大家理解和了解。

我们知道的基本相互作用有四种:强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力。除了引力，其他三种相互作用都用满足特定对称性的量子场论来描述。强相互作用有量子色动力学；电磁相互作用有量子电动力学，其理论框架建立在1920-1950年之间。费米点作用的弱作用理论。后来弱相互作用和电磁相互作用在形式上统一，质量由希格斯机制产生，建立了弱电的统一量子规范理论，即GWS(Glashow，Weinberg，Salam)模型。量子场论已经成为现代理论物理的主流方法和工具。

摘自独立学者灵遁者的科学著作《变化》

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