Brian Greene
Chương 5 - (4)
Tác giả: Brian Greene
Những hạt truyền tương tác
Theo mô hình chuẩn, các trường lực mạnh và yếu cũng được tạo thành từ những gói nhỏ nhất, giống như trường điện từ được tạo bởi các photon. Như đã được thảo luận sơ qua trong Chương 1, những gói nhỏ nhất của lực mạnh được biết là các gluon và của lực yếu là các boson yếu (nói một cách chính xác hơn đó là các boson W và Z). Mô hình chuẩn khẳng định rằng những hạt lực đó không có cấu trúc nội tại và do đó chúng cũng là những hạt sơ cấp như các hạt thuộc ba họ hạt của vật chất.
Photon, gluon và các boson yếu tạo ra một cơ chế vi mô của sự truyền các hạt. Ví dụ, khi một hạt tích điện đẩy một hạt khác tích điện cùng dấu, thì điều này có thể giải thích một cách khá thô thiển như sau: mỗi hạt đều sinh ra xung quanh nó một điện trường – tựa như “một đám mây” hay một “đám sương mù” của một “chất - điện” và lực đẩy mà các điện tích cảm nhận được đó là sự đẩy của hai trường tương ứng của chúng. Tuy nhiên, sự mô tả vi mô chính xác hơn về sự đẩy nhau của các photon và sự tương tác giữa hai hạt tích điện là do sự “bắn” qua lại các photon giữa hai hạt tích điện đó. Tương tự như hai người trượt băng ném qua ném lại cho nhau những quả bowling qua một bờ rào và điều đó làm ảnh hưởng tới chuyển động của cả hai người, hai hạt tích điện tác động lên nhau bằng cách trao đổi các photon.
Có một khiếm khuyết căn bản trong sự tương tự của hai người trượt băng, đó là sự trao đổi những quả bowling luôn có tác dụng “đẩy”, nó luôn làm cho hai người lạng ra xa nhau. Trái lại, hai hạt tích điện trái dấu cũng tương tác thông qua trao đổi các photon, tuy nhiên lực điện từ giữa chúng lại là lực hút. Điều này cho ta cảm giác như photon thực chất không phải là hạt truyền lực mà là hạt truyền thông điệp cho hạt nhận biết phải đáp ứng như thế nào đối với lực hiện có. Đối với các hạt tích điện cùng dấu, photon mang tới thông điệp bảo chúng “đi ra xa nhau”, trong khi đó đối với các hạt tích điện trái dấu, nó mang tới thông điệp “xích lại gần nhau”. Vì lý do đó đôi khi photon còn được gọi là hạt truyền tin hay hạt trung gian môi giới đối với lực điện từ. Tương tự, các gluon và các boson yếu là các hạt truyền tin đối với các lực hạt nhân mạnh và yếu. Lực mạnh tức lực giữ các hạt quark ở bên trong các photon và nơtron, được thực hiện bằng cách trao đổi các gluon. Như vậy có thể nói, các gluon đã cung cấp một “chất keo” (tiếng Anh là “glue”) giữ cho các hạt dưới nguyên tử dính kết với nhau. Còn lực yếu, chính là lực đã gây ra một số phân rã phóng xạ, lại được thực hiện thông qua hạt trung gian là các boson yếu
