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耦合常数是多少?它是如何确定的,什么参数会影响它?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-26 09:14:36

首先,不存在“耦合常数”。有几个。此外,耦合常数通常被视为一个物理理论的参数。他们不受任何东西的影响——他们是输入。在实践中,它们必须通过实验来确定。

标准模型包含三种基本力:弱的、强的和电磁的。每一种都有一个耦合常数,大致决定了力的强弱。

从广义上讲,所有的物理都可以通过所谓的拉格朗日来表达,这是一种数学表达式,当把它插入某些方程时,它会告诉我们“会发生什么”,在量子物理学中,它会告诉我们“事情发生的可能性有多大”。一个训练有素的粒子物理学家可以通过观察拉格朗日学到很多物理理论。例如,电子的存在是因为拉格朗日方程中有一项创造了电子,它们有质量是因为有一项赋予它们质量。电子质量看起来像是电子生成项的修改,乘以一个常数。这个常数定义了质量,当你想计算电子的时候,这个常数会出现在所有你认为有质量的地方。

拉格朗日公式也包含了允许不同种类粒子相互作用的项。就像质量项一样,它们乘以常数来告诉我们相互作用有多强。这些常数称为耦合常数。有一个耦合常数决定粒子与光子相互作用的强度,通常被称为基本电荷。所有与光子相互作用的基本粒子的耦合常数都是一样的,只是有些粒子要乘以[数学]-1[/数学]或[数学]2/3[/数学]或类似的常数。由于唯一的变化是由少数固定的数值因子,我们可以把光子的相互作用看作是具有单一耦合常数(基本电荷)的单一力(电磁力)。

其他两个力(弱的和强的)同样有一个单独的耦合常数来决定力的强度。

不幸的是,并不是所有的东西都写在耦合常量中。弱力是由大质量的W和Z粒子而不是无质量的光子携带的,这使得弱力的行为有点奇怪,使它比人们仅从耦合常数(它与电磁常数差不多)中所期望的要弱。这种强力有一个巨大的耦合常数,它会导致很多奇怪的量子物质发生,而它的粒子(胶子)有其他的特性,会把事情搞砸。然而,在内心深处,耦合常数控制着一切。

还有更多的耦合常数。希格斯粒子与大多数其他基本粒子相互作用,每个粒子都有不同的耦合常数。事实证明,希格斯粒子耦合与粒子的质量密切相关,这也解释了为什么人们说希格斯粒子产生质量。

如果你开始研究非基本粒子,你会发现新的耦合常数与新的相互作用。这些耦合常数在某种程度上依赖于基本耦合,但这种依赖是如此复杂,以至于唯一实际的方法是将非基本耦合常数看作它自己的东西。这在概念上类似于把岩石看作固体而不是由数万亿个粒子组成的复杂系统。

天啊,那是我对你说了很多粗略的解释。希望你觉得它们有用!
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