弱核力
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
它制约着放射性现象，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
马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
有这些粒子都有相似的行为。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！
在温伯格——萨拉姆理论中， 当能量远远超过100吉电子伏时，这三种新粒子
和光子的行为方式很相似。但是，大部份正常情况下能量要比这低，粒子之间的对
称就被破坏了。W＋、W－和Z0得到了大的质量，使之携带的力变成非常短程。萨拉
姆和温伯格提出此理论时，很少人相信他们，因为还无法将粒子加速到足以达到产
生实的W＋、W－和Z0粒子所需的一百吉电子伏的能量。但在此后的十几年里，在低
能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好，以至于他们和也在哈佛的谢尔登
·格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖。格拉肖提出过一个类似的统一电磁和
弱作用的理论。由于1983年在CERN（欧洲核子研究中心）发现了具有被正确预言的
质量和其他性质的光子的三个带质量的伴侣，使得诺贝尔委员会避免了犯错误的难
堪。领导几百名物理学家作出此发现的卡拉·鲁比亚和发展了被使用的反物质储藏
系统的cERN工程师西蒙·范德·米尔分享了1984年的诺贝尔奖。（除非你已经是巅
峰人物，当今要在实验物理学上留下痕迹极其困难！）