弱电相互作用

数学表述图为已知基本粒子的弱同位旋T3及弱超荷YW的模式，图中标有电荷Q及弱混合角。中性的希格斯场（圆圈内）在打破电弱对称后，就能与其他粒子相互作用，从而产生质量。希格斯场的三个分量则成为具质量的W及Z玻色子的一部分。数学上统一电磁作用及弱作用是经由一个SU(2)×U(1)的规范群。当中对应的零质量规范玻色子分别是三个来自SU(2)弱同位旋的W玻色子(W+、W0和W−)以及一个来自U(1)弱超荷的B玻色子。在标准模型里W±和Z0玻色子和光子是经由SU(2)×U(1)Y的电弱对称性自发对称破缺成U(1)em所产生的，此一过程称作希格斯机制（见希格斯玻色子）。U(1)Y和U(1)em都属于U(1)群，但两者不同；U(1)em的生成元是电荷Q=Y/2+I3，而其中Y是U(1)Y（叫弱超荷）的生成元，I3（弱同位旋的一个分量）则是SU(2)的其中一个生成元。自发对称破缺使W0和B玻色子组合成两种不...

性质图为标准模型中六种夸克的电荷与质量分布，以及各种衰变路线，线的虚实代表该衰变发生的可能。弱相互作用有如下的数项特点：唯一能够改变夸克味的相互作用。唯一能令宇称不守恒的相互作用。因此它也是唯一违反CP对称的相互作用。由具质量的规范玻色子所介导的相互作用。这一不寻常的特点可由标准模型的希格斯机制得出。由于弱相互作用载体粒子（W及Z玻色子）质量很大（约90GeV/c），所以他们的寿命很短：平均寿命约为3×10秒。弱相互作用的耦合常数（相互作用强度的一个指标）介乎10与10之间，而相比下，强相互作用的耦合常数约为1，故就强度而言，弱相互作用是弱的。弱相用作用的作用距离很短（约为10–10m）。在大约10米的距离下，弱相互作用的强度与电磁大约一致；但在大约3×10的距离下，弱相互作用比电磁弱一万倍。在标准模型中，弱相互作用会影响所有费米子，还有希格斯玻色子；弱相互作用是除引力相互作用外唯一一种对...

概念强相互作用比其他三种基本作用有更大的对称性，也就是说，在强相互作用中有更多的守恒定律。强相互作用不像引力和电磁相互作用那样是长程力而是短程力。但是它的力程比弱相互作用的力程长，约为10m。大约等于原子核中核子间的距离。对强相互作用本质的了解长期以来是物理学中的难题。人们曾经提出过许多强相互作用的理论，它们取得的成就都很有限。原因之一是理论中没有小参量，因而找不到可靠的近似方法。人们由强子的夸克模型和规范场的概念出发提出量子色动力学。在这个理论中，强相互作用是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递的作用。这个理论有在小距离处作用变弱的性质。它被认为是有希望的强相互作用基本理论。历史在1970年代以前，科学家不知道核子为何可以束缚在原子核内。当时已经知道原子核是由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。若只考虑静电子，带正电的质子应该会互相排斥，最后原子核应该会分解，但是却没有...

宇宙结构阿道夫·夏勒为美国航空航天局画的原星系是如何合并的图。设想大爆炸后不到十亿年的时候是这样的。至今为止人类还无法观察到那个时候的情景按照今天的知识宇宙结构形成的顺序是从小到大形成的，首先形成的是星系，然后星系群和星系团。星系团和星系超团目前还在继续巩固的过程中。所有的恒星和星系都是由星际物质诞生的。这些物质首先形成原星系。原星系是今天的星系的前辈，它们还没有恒星。在年轻的星系团中大多数星际物质是星系团的星系之间的分布不规则的星级物质聚集，而比较成熟的星系团的气体的分布则比较均匀、对称，在星系团的中央它们最密集。今天我们还无法观察到大爆炸后十亿年时的情景。虽然如此从当时的众多矮星系中已经逐渐形成了比较大的星系。这些比较大的星系被众多埃星系环绕，像今天的银河系一样。在这个星系形成的过程中大多数原始的气体依然保存下来了，此外还有许多弱的星系也留下来了。今天已经发现了许多虽然相当近，但是很难...

定义为了便利分析，位于下标的符号H{displaystyle{}_{mathcal{H}}}、I{displaystyle{}_{mathcal{I}}}、S{displaystyle{}_