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物理学家首次精确测得「弱核力」
弱核力/弱相互作用，即电子和质子间的作用力。最近，“杰佛逊物理实验室”的物理学家进行了一项突破性的实验，利用粒子物理学的一个古怪特性，首次精确测得弱核力。
在自然界里，粒子间的相互作用可以分为四类——引力相互作用(引力)、电磁相互作用(电磁力)、强相互作用(强核力)、弱相互作用(弱核力)。在能量足够高时，这四种相互作用也可以结合在一起。
我们最熟悉的是引力相互作用。它使树上的苹果往地下落，而不往天上飞。在这四种力中，它也是最弱的——只有面对行星、恒星等庞然大物时，我们才会注意它的效果。其次，我们同样熟悉的还有电磁相互作用。质子和电子带有相反电荷，它们通过光子相互吸引。
强弱相互作用的作用距离都非常短。强相互作用是最强的力，它使夸克通过胶子结合成质子和中子。最后是奇特的弱相互作用。在弱核力的作用下，中子可以转化为质子(附带一个电子和一个电反中微子)。虽然弱核力远不如引力弱，但跟强核力、电磁力比起来，还是微弱得多。因此，物理学家一直无法精确测量弱核力。
这回，科学家巧妙地利用粒子物理学的一个古怪特性，成功精确测得弱核力。在物理学中，大部分东西都遵循着某种平衡或对称的规则，交换某些宇宙特性不会造成任何差异。举例而言：如果瞬间交换所有正负电荷，万事万物几乎不会发生变化；同样的，就算时间倒流，我们也不会注意到；空间稍微怪异一些，如果我们在某面巨型宇宙镜子里颠倒万物的位置，大部分东西也不会发生变化。
不过，弱核力却是个例外。它在分解粒子时，具有旋向性偏好(左旋或右旋)。如果宇宙突然颠倒，我们会注意到这种变化。这种不对称性构成了本实验的基础。
当我们旋转电子(左旋或右旋)，并将它们抛向质子时，电子会以某种精确方式进行弹跳，弹跳方式取决于旋转方向(或称螺旋性)。每散射10亿个电子，这两种旋转方向的差异总计小于300。科学家通过精确测量这种微小差异，判断出质子的弱核力。实验结果符合“标准模型”的预测，因此算不上什么重大成就——如果偏离预测，那就说明可能存在某种未知的基本作用力。
本文译自 sciencealert，由 蛋花 编辑发布。
原作者：MIKE MCRAE