上海大统路火灾究竟什么情况？上海大统路火灾事件始末( 五 )
它表明弱相互作用与电磁相互作用是同一种相互作用的不同方面 。 就好像电和磁是同一作用的不同面 。 这套理论的开发者为谢尔登·格拉肖、阿卜杜勒·萨拉姆与史蒂文·温伯格 。 他们的研究在1979年获得了诺贝尔物理学奖的肯定 。 希格斯机制解释了三种大质量玻色子（弱相互作用的三种载体）的存在 ， 还有电磁相互作用的无质量光子 。
根据电弱理论 ， 在能量非常高的时候 ， 宇宙共有四种无质量的规范玻色子场 ， 它们跟光子类似 ， 还有一个复矢量希格斯场双重态 。 然而在能量低的时候 ， 规范对称会出现自发破缺 ， 变成电磁相互作用的U(1)对称（其中一个希格斯场有了真空期望值 。 虽然这种对称破缺会产生三种无质量玻色子 ， 但是它们会与三股光子类场融合 ， 这样希格斯机制会为它们带来质量 。 这三股场就成为了弱相互作用的W+、W?及Z玻色子 ， 而第四股规范场则继续保持无质量 ， 也就是电磁相互作用的光子 。
那么问大家一个问题 ， 为什么爱因斯坦时代不可能做出这样的统一？原因很简单 ， 那时候高能粒子对撞机还不够发达 ， 无法窥探粒子核内的情况 。 没有新的发现 ， 大统一理论自然停滞不前 。
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具体是这样的 ， 自然界一共有4种相互作用 ， 除了引力相互作用和电磁相互作用外 ， 还有强相互作用和弱相互作用 。 这4种相互作用强度大小和作用范围都相差悬殊 ， 也大相径庭 。 例如 ， 引力的强度只有强相互作用力的100万亿亿亿亿分之一 ， 引力的作用范围却非常大 ， 从理论上说可以一直延伸到无限远的地方 ， 引力是长程力；而强相互作用力的范围却很小很小 ， 只有1厘米的10万亿分之一 ， 它是短程力；弱相互作用力也是短程力 ， 力程不到1厘米的1000万亿分之一 ， 强度是强相互作用力的1万亿分之一；电磁力与引力一样是长程力 ， 但它的强度要比引力大得多 ， 是强相互作用力的1/137 。 4种相互作用在性质上看来有明显的差异 ， 然而科学家们却在思索这4种相互作用能不能在一定条件下得到统一的说明？
从60年代起 ， 温伯格就着手弱相互作用与电磁相互作用的统一 。 统一之路并不平坦 ， 温伯格甚至不清楚该从哪里入手 。 从50年代末到60年代 ， 在基本粒子理论领域里 ， 对称性自发破缺理论获得了较大的发展 。
李政道和杨振宁在1956年就已发现弱相互作用里的一种破缺对称性（即破缺手征对称性） 。 所谓对称性自发破缺理论 ， 通俗地说 ， 它认为一些不同的现象或规律可追溯到同一源头 ， 最初有着共同的对称性 ， 后来由于种种原因对称性被自发地破坏 ， 这样我们就可以从对称性来研究它们的共性 ， 从对称性自发破缺机制来研究它们的特殊性 。
1965年起温伯格也开始了关于对称性自发破缺理论的研究 ， 并渐渐意识到这将是通向相互作用统一理论的道路 。 1967年秋 ， 温伯格终于确定弱相互作用和电磁相互作用可根据严格的、但自发破缺的规范对称性的思想进行统一的表达 。 他的理论结果发表在这一年的《物理评论快报》上 ， 题目是“一个轻子的模型” 。
这是科学上第一个成功的相互作用统一理论 。 理论中所预言的中间玻色子W和Z ， 在1983年被欧洲核子研究中心找到 。 弱电统一理论的成功 ， 肯定了相互作用统一思想的正确性 ， 促使许多科学家进一步去研究把强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用统一在一起的大统一理论 ， 以及把引力相互作用也统一进去的巨统一理论 。
到了70年代中期 ， 人们进一步提出强、弱、电磁三种作用统一的大统一理论 。 大统一理论的结论之一是预言质子要衰变 ， 这与实验结果有矛盾 。
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