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引力子和希格斯玻色子可能无法区分吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-12 21:23:31

它们很容易区分,原因有很多。

首先,像希格斯玻色子这样的自旋0玻色子不能作为重子工作。问题是,由自旋-0标量玻色子介导的相互作用会违反等效原理。在引力相互作用中,势能会以错误的符号出现。这直接与我们的观测结果相矛盾,我们的观测结果证实了相对论的一个关键特征,即一个物体的引力质量与它的惯性质量是相同的,而惯性质量反过来又与物体的能量含量成正比。

第二,据我们所知,引力子只与其他物质发生“最低限度和普遍”的相互作用,这基本上意味着非常微弱,受牛顿引力常数的支配。反过来,在粒子物理学的标准模型中,希格斯玻色子直接与大多数其他场相互作用;事实上,它是通过这些相互作用被观察到的,当它在粒子加速器中被创造出来,在短暂存在后衰变成其他粒子。

第三,希格斯玻色子质量很大。由大量玻色子介导的力的范围是有限的;超过这个范围,原力就会以指数形式消失。相反,万有引力是一种反平方的力;在很远的距离上,它会减弱,但永远不会消失。由此,我们得出结论,引力子要么是无质量的,要么是有质量的,质量非常非常小。这也证实了引力波的探测,这显示,(在其他事物之中),引力波以同样的速度旅行不管他们的频率(这决定了他们的总能量),这种真空光速的速度是相同的,一波又一波的无质量的速度场旅行。

所以,希格斯玻色子不可能是引力相互作用的中介粒子。我列出的第一点,实际上,不包括自旋0的标量玻色子,自旋1的矢量玻色子(因为在这种情况下,电荷会排斥;对于引力来说,这意味着正质量会相互排斥,而不是相互吸引)以及任何自旋1/2费米子(一种由费米子介导的相互作用会把玻色子变成费米子,反之亦然;由一对费米子介导的相互作用不会产生反平方的力)。所以最简单的理论是一个自旋2张量玻色子理论,它与广义相对论一致,广义相对论以时空的度规张量的形式表达了引力的相互作用。
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