标准模型
物质的三代
自然界似乎把它的基本物质粒子做了三份几乎一模一样的副本,就像同一种产品出了三个尺码、其余完全相同。第一份副本包含构成你周围一切的日常粒子。第二份和第三份是更重的“分身”,行为几乎一模一样,但重得多——而且正因为重,它们很快就散架,在普通物质里不起任何作用。
每一“代”都是一组配套的四个粒子:两个夸克和两个轻子。第一代是上夸克、下夸克、电子和电子中微子——单凭它们就构成了每一个原子、驱动了每一个化学反应。第二代用粲夸克和奇夸克、μ 子(muon)以及 μ 中微子复制了同样的模式。第三代再复制一次,用顶夸克和底夸克、τ 子(tau)以及 τ 中微子。每往上一代只是更重;电荷和其他标签都原封不动地重复。比如说,μ 子在几乎每一方面都像是一个胖电子,但只能存活约百万分之二秒就衰变掉。
为什么恰好是三代、为什么质量相差如此悬殊,是标准模型最深的未解之谜之一——这在理论里是被当作既定事实写进去的,而非被它解释。更重的几代并不只是稀奇玩意儿:它们在宇宙线和粒子对撞机里不断产生,而它们之间的微妙差异,对于理解宇宙为何最终由物质而非反物质构成至关重要。
宇宙线撞击高层大气,会产生一阵阵 μ 子——电子的第二代“表亲”——每分钟有成千上万个穿过你的身体。
更重的几代真实存在、就在我们周围,只是寿命短暂。
这三代既不是某种演化的阶段,也不是时间上的先后顺序;三代如今都存在,只有第一代构成稳定的普通物质——更重的两代只会衰变消失。
又称
另见