作者:邢志忠 来源:科学时报 发布时间:2011-8-18 7:22:21
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“色”量子数与夸克的生活作风问题
 
胶子因为有“色”,生活作风就不如光子严谨,不同的胶子凑在一起,结果肯定乱七八糟。所以我们无法得到“激胶”。
 
□邢志忠
 
“色”荷是夸克与胶子的一种基本量子数。夸克构成了原子核和其他强子,而胶子传递夸克之间的强相互作用力。所以“色”量子数是物质世界的一个基本特征。
 
“色”量子数最早由Murray Gell-Mann引入物理学。大家都知道Gell-Mann是个起名高手,像“夸克”、“胶子”、“色”等基本粒子物理学的名词都是出自他的手笔,另一个名词“味”则是他和我的老朋友Harald Fritzsch一起吃冰淇淋时起出来的。为什么呀,因为冰淇淋既有“色”又够“味”。如今高能物理学的重要分支Flavor Physics,由此诞生。
 
夸克可以携带三种不同的颜色。现在大家都取“红色”、“蓝色”和“绿色”,好处是三种颜色加在一起恰好是白色,或者说没有颜色了。原子核和其他强子当然是没有颜色的,这在物理学上叫做“色禁闭”。但是Gell-Mann最初并没有取定夸克的三种颜色,比如说2008年的诺贝尔物理学奖得主益川敏英就抱怨说Gell-Mann曾在法国的农庄讲课,把三种颜色取成了法国国旗的红、白、蓝。
 
胶子也具有色量子数,原因是它们要和夸克相互作用。胶子属于色八重态,这使得它们在场论描述上比光子复杂得多。理论上,胶子可以形成无色的粒子,叫做胶球。高能所的北京正负电子对撞机的物理目标之一就是寻找胶球。但是迄今为止,人们还没有鉴定出无可争议的胶球。
 
注意传递电磁相互作用的光子是没有颜色的,因此一群高密度高能量的光子可以并排奔跑而互不干扰,这就是激光。胶子因为有“色”,生活作风就不如光子严谨,不同的胶子凑在一起,结果肯定乱七八糟。所以我们无法得到“激胶”。再说了,“色禁闭”保证了我们看不到自由的夸克和胶子,所以无论它们的私生活多么不正经,眼不见心不烦。
 
夸克的生活作风问题,其实也不值得大惊小怪。有一类基本粒子叫做“介子”,是由夸克与反夸克对组成的。它们的颜色正好相反,所以配成一个正经的家庭。像质子和中子这类原子核,都是由三个夸克组成的,它们的颜色分别为红、绿、蓝,所以形成的原子核没有颜色。这种家庭,连同性恋都算不上,但却构成了物质世界的基石。因此夸克的生活作风,在大庭广众之下还是可圈可点的。不像某些教授,不仅兔子老吃窝边草,而且把草根都啃了;还有些教授,喜欢老牛吃嫩草,也吃得很带劲。我建议这些人应该向夸克学习,不要把事搞得太张扬。你“色”一下无妨,不要弄得满世界都是赤橙黄绿青蓝紫。
 
我最近翻译Harald Fritzsch的科普大作You are wrong, Mr. Einstein,和他交流过“色”量子数的问题。我说“色”这个词,在中文里面有“sex”的含义。他老人家不仅一头雾水,而且水蒸气中还冒出仨问号。我说作为量子色动力学和味物理学的开创者,你老人家和Gell-Mann既引入了“色”,又引入了“味”,特别符合中国古人的“食色性也”的人生观,让我们一边研究粒子物理学,一边大食人间烟火。说到这里,Harald头上的水蒸气,顿时化作倾盆大雨,把我老人家淋出三个喷嚏。
 
科学本来就要探索未知,未知本来特别有趣,有趣就要贴近百姓生活,生活不能没有作风问题。但是,一说“但是”意思就要拐弯,大家还是要像夸克那样,尽量别把事情闹得满城风雨、奔走相告的地步!那神马,点点点。
 
(http://blog.sciencenet.cn/u/xingzz)
 
《科学时报》 (2011-08-18 A3 博客@科学网)
 
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