一般来说,第一性原理无法用来计算粒子质量,想要靠理论预测粒子质量,其实非常困难。
但另一方面。
既然是困难,就代表着这件事的概率虽然很低,但不为零。
事实上。
截止到目前。
在基本粒子当中,确实是有两种粒子的质量是理论预测出来的。
它们就是w和z玻色子。
整个计算过程由温伯格推导,他将粒子的真空期望值和两种弱作用耦合强度转化成了费米常数gf、和、以及弱混合角两个实验可测参数,最终求出的两种粒子质量。
目前比较前段的研究还突破到了强子质量的计算,不过内禀质量这块一直没有一个比较权威的公论,争议还是相对比较大的。
考虑到接下来的内容涉及到了能级概念,这里简单再做个科普。
在目前的微粒模型中,电子的质量是0.551mev,算是比较轻的微粒了。
带正电的质子是938.3mev,不带电的中子是939.6mev。
质子和中子也不是基本粒子,而是由夸克和胶子通过强相互作用构成的。
在低能下,质子和中子可以看做是三个组份夸克构成的复合粒子。
质子是两个上夸克和一个下夸克,中子是一个上夸克和两个下夸克。
上夸克和下夸克的质量也相近,分别是3mev和5mev,有的模型中至多会提高到10mev。
看到这里,可能有同学就会感觉奇怪了:
不对啊。
按照比例来看,夸克只占有质子质量的2%,胶子又没有质量。
那为什么教科书上会说质子是由夸克构成的呢?
原因很简单。
这里的夸克质量叫做流夸克质量,即在电弱对称破缺后夸克获得的质量。
在强互作用中。
夸克会通过获得一个相比流质量来说很大的有效质量,也叫作组份质量。
上下夸克的有效质量大约为300mev,三个上下夸克加起来就是接近900mev,也就是中子和质子的重量。
如果感觉这个概念有些费脑力的话……没关系,物理学界大佬接受这个概念也用了好几年呢。
四舍五入的话,你就等于是物理学界的顶尖大佬。
除了夸克之外。
μ子和t子的质量分别为106mev与1.78gev,这两个粒子很容易发生衰变,变成电子和中微子。
希格斯粒子的质量则是125gev,电弱相互作用的传播子w、z的质量分别是80和91gev。
好了,视线再回归原处。
总而言之。
此前几个小组计算的费米面数据,就是为了这一阶段准备的。
因此到了这一步,计算过程倒是不需要人工再出手了。
只见威腾轻车熟路的输入起了数据,希格斯等人则在一旁协助校验。
“……qt态的宽度小于2mev……”
“……内部夸克分布函数的求和规则为的求和规则∫01dx[u(x)-u(x)]=2……”
“……流质量上阶系数0.888……”
“呱唧呱唧……”
极光系统对粒子质量的计算算法和温伯格相同,也就是通过费米面数据构筑出一个模型,然后把数学数值修正成具体的结果。
用盖房子来举例的话。
徐云他们之前计算出来的费米面数据就是水泥,现在极光系统就相当于瓦匠。
瓦匠的工作就是把水泥和砖头盖成房子,最终房子的成型体就是那颗粒子的质量。
注,理论质量。
此时此刻。
随着转机的发现,各大平台上原先对徐云……或者说科院组的抨击也小了许多。
当然了。
这只是一种暂时性的情况,一旦实验证明铃木厚人他们的数据正确,这些喷子又会掀起一场狂欢。
滴滴滴——