2022-05-28 14:27:53 来源: 宇宙探索领航员
我们可以观察到宇宙万物有内部结构，换一句话说，这些内部结构由较小的材料组成，那宇宙间最微小的材料有哪些？
近些年来，我们不断地投入到对物理学极限的探索之中，并努力寻找这一问题的解决方法，起初我们还以为原子是宇宙间最微小的物质，后来物理学家们才发现原子还包括较小的材料——质子，中子，电子等。
再就是粒子对撞机，通俗地说就是这类机器能使微观粒子达到非常快的速度（能达到光速附近），进而使其相互撞击，撞击后微观粒子有可能被撞坏，进而我们能从这些“碎片”里发现较小的材料。
凭借这一有力手段，物理学家做了许多粒子对撞试验，从试验中寻找到种类繁多的粒子，将其归类后得出“粒子物理标准模型”。
这类粒子看起来有点令人目不暇接，但是事实上我们又可把它分为三大类，一类粒子为“费米子”，包括轻子、夸克等，夸克受强烈相互作用力影响可形成”重子“和”介子”，我们所熟知的质子、中子等实际上都属于“重子”。
可知质子与中子组成原子核，原子核加上电子（轻子之一）组成原子，可见“费米子”实际上是组成物质的基本粒子。
第2类为粒子为“规范玻色子”，其功能为转移相互作用，胶子转移强相互作用力、光子转移电磁力；“Z玻色子“、“W玻色子”转移弱相互作用力。
“规范玻色”有四种基本力即三种不同性质的引力，每种引力都会对粒子产生影响。
但到目前为止，还找不到“引力子”出现的迹象，因此此处空置。
第三类粒子仅有一个，即“希格斯玻色子”，这类粒子的功能是给予其他粒子以质量，可以很简单的理解成，“希格斯”玻色子在宇宙间无所不在，任何能够与之相互作用的粒子均被给予质量（如夸克、电子等），与之相互作用失败的粒子就没有质量了（如光子等）。
按照“粒子物理标准模型模拟”，由36种元素组成的夸克、由12种轻子组成的粒子以及由12种“规范玻色子”和“希格斯玻色子”构成的粒子一共有61种基本粒子。 在这些基本理论框架下，我们可以对宇宙万物做出一个简单而又统一的描述。然而，这个世界究竟是如何形成和演化的呢？这是人们一直都想知道的问题。
这些61个基本粒子在理论上应可被重新划分为较小的构造，如“弦理论”提出组成宇宙万物的基本单位应是一个大小极其细小的“弦”.这个理论认为“弦”既可由开放的“开弦”也可由封闭的“闭弦”组成，这些“弦”的不同震动（或移动）会形成形形色色的基本粒子。
据“弦理论”所述，“弦”的大小可小至普朗克长，大约1.62×10～（-35）m,不妨与原子大小进行对比。
宇宙间最容易形成的原子是氢原子，位于基态（最低能级）上的氢原子半径大约是0.528×10～（-10）m，即我们若将半径是普朗克长的天体放大成氢原子大小，则半径将是5.28×10~24 m，这是个怎样的概念？
已知乒乓球标准半径是20 mm,若按相同比例放大，一个乒乓球半径将放大至约1116.20万光年远，半径将超过我们银河系所在“本星系群”直径。
（图1中的“本星系群”包括银河系和仙女座星系在内的约1千万光年直径的50大星系）
从中可以明显看出“弦”究竟是多么细小，那有没有什么物质能比“弦”还细小？ 这个问题一直困扰着人们，至今为止也没得到一个明确的答案。但是在牛顿之前，人们就对它进行过研究，并且发现了一种新现象——弦效应。那么究竟什么是弦呢？ 由此可认为，若建立“弦理论”，宇宙间最微小的材料即为”弦”.从物理学角度看，重新探讨小于“弦”的材料毫无意义。
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