第十一节 弱核力（弱相互作用）

一、弱核力介绍

弱核力 weak nuclear force：造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力，作用于所有物质粒子，而不作用于携带力的粒子。β衰变属于弱相互作用 。1956 年李政道和杨振宁提出弱相互作用过程宇称不守恒，第二年吴健雄等人利用极化核60Co的β衰变实验首次证实了宇称不守恒 。这一发现不仅促进了β衰变本身的研究，也促进了粒子物理的发展。

它负责放射性现象，并只作用于自旋为1/2的物质粒子， 而对诸如光子、引力子(尚未证实)等自旋为0、1或2的粒子不起作用。直到1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论后， 弱作用才被很好地理解。此举在物理学界所引起的震动，可与100年前麦克斯韦统一了电学和磁学并驾齐驱。温伯格--萨拉姆理论认为，除了光子，还存在其他3个自旋为1的被统称作重矢量玻色子的粒子， 它们携带弱力。它们叫W+(W正)、W-(W负)和Z0(Z零)，每一个具有大约100吉电子伏的质量(1吉电子伏为10亿电子伏)。上述理论展现了称作自发对称破缺的性质。它表明在低能量下一些看起来完全不同的粒子，事实上只是同一类型粒子的不同状态。在高能量下所有这些粒子都有相的行为。这个效应和轮赌盘上的轮赌球的行为相类似。在高能量下(当这轮子转得很快时)，这球的行为基本上只有一个方式--即不断地滚动着;但是当轮子慢下来时，球的能量就减少了，最终球就陷到轮子上的37个槽中的一个里面去。换言之，在低能下球可以存在于37个不同的状态。如果由于某种原因，我们只能在低能下观察球，我们就会认为存在37种不同类型的球!

二、疑点：弱核力的作用对象是自旋为1/2的物质粒子，为什么？依据是什么？自旋为0、1或2的粒子不起作用，为什么？依据是什么？力对作用对象还有选择性？自旋和力有什么直接的关系？是什么关系？宇称守恒与不守恒和力有直接关系吗？是什么关系？