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第39章 屏蔽与反屏蔽(第2页)

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这种屏蔽效应在宏观尺度上完全可以忽视,认为一库伦的电荷就是一库伦,并不会影响任何实际结果。

可随着距离尺度拉近屏蔽效应逐渐消失,带电粒子就暴露了原本的电荷量,电磁力随着距离变小增长的幅度也就变大了,电磁力、强力与引力交汇的第一个条件看到了希望。

只是电磁力随距离变小而增大的趋势变高,依然还不足以达成统一,强力实在太强了。

这时,把强力拉下神坛的第二个概念便显露出了自己的作用。

它就是渐进自由。

在量子场论描述强力的量子色动力学中,与电磁力的真空极化同样的现象会发生在虚夸克-反夸克对身上,它们会有屏蔽色荷的倾向。

然而,量子色动力学还有一道难题:传递强力相互作用的胶子,本身就带有色荷!

而且胶子携带的色荷方式方式与夸克还不一样,每一胶子都带有一色荷及一反色荷磁矩。

真空中,虚胶子的净效应并不会屏蔽场,反而会加强它,并改变其色。

这个现象有时会被称为“反屏蔽效应”

当胶子愈来愈接近夸克时,周围虚胶子的净反屏蔽效果会愈来愈弱,因此这个效应在距离减少的情况下,会使有效色荷变弱。

虚夸克的屏蔽效应与虚胶子的反屏蔽效应相反,且反屏蔽效应的效果远远大于屏蔽效应,即在一定范围内,粒子越接近力就变得越弱,粒子也就更加自由。

渐进自由可以由扬-米尔斯规范场理论数学推导而出,在夸克种类小于或等于16种时,理论有渐近自由,而夸克只有上(u)、下(d)、奇(s)、粲(c)、底(b)及顶(t)六味,渐进自由必然存在。

随着距离的减小,渐进自由效应让强力减小的幅度远远的超过原本的曲线模型。

距离越小,所能观测到的色荷大小或者说强力的强度变的比原本想象的更小,急转直下与增长幅度变大的电磁力相交——弱强统一在10e-33的距离,10e16电子伏能量这个点上达成了统一。

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