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兰妮点头,示意武芝兰院士继续。
武芝兰院士顿了顿,略显踌躇地翻开天阳的体检报告,开始汇报结果。
“天阳公主的身体,出现了我们无法理解的异常现象。她的体重,进过反复测量,确认只有31公斤,在全身扫描中,我们对她的大脑、骨骼、肌肉、内脏、血液、毛发等都进行了极其细致地分析,并无异常。但是她的体重不知为什么就是31公斤,让人费解。现在, 我们从她身上取了一些样本,正在做进一步的分析。结果最快,可能要今天晚上才能出来。”
兰妮的神情倒是显得很平静,听见女儿的体重只有31公斤时,她只是抿了抿唇。武芝兰刚说完,另一头的郑枫院士就举手了:
“我大概知道为什么天阳公主的体重会异乎寻常。”
所有人都看向他。
郑枫解释道:“在我们高能物理学领域,对质量有着特殊的看法。我们都知道可见物质是由分子和原子组成,而原子是由质子、电子、中子组成,其中电子的质量非常小,只约等于质子的万分之三。那么质子和中子的质量就很大了吗?相对电子来说是很大的,毕竟有着几千倍的差距,然而再把质子和中子分开来看,那么我们会发现它的质量竟然也是虚的。
质子和中子都是由3个夸克组成,质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子由两个下夸克和一个上夸克组成,按道理讲,这三个夸克加起来就是质子和中子的质量了,但事实上根本不是,三个夸克加起来的质量,只相当于质子或中子总质量的1%左右。也就是说,物体的质量如果单从粒子层面来计算,只有真实质量的1%。天阳公主的净体重是60公斤,那么粒子层面上,她其实只有0.6公斤。
那我们的体重,物体的质量到底从何而来?”
郑枫站起身来,一面徘徊,一面继续道:“要解释这个问题,必须引出爱因斯坦相对论中对质量和能量关系的解释。爱因斯坦首先意识到物质和能量本来是一回事,也可以说它们是可以相互转换的,比较常见的转换方法是温度的变化,而宇宙中有些基本粒子是没有静止质量的,比如光子和中微子。那么质子和中子的三个夸克之间怎么凭空造出了大部分质量呢?其实这正是三个夸克之间相互作用产生的能量的反应,正可以说是能量造出了质量。
三个夸克之间有一种称为胶子的粒子,是一种负责传递强核力的玻色子。它们把夸克捆绑在一起,使之形成质子、中子及其他强子。它和光子中微子一样,静止质量为0,电荷为0,自旋时质量为1,但它也可能有大至几百万电子伏特的质量,因为支配它运动的是强相互作用力,这种力在微观的层面很强大,这也是为啥它能产生那么多质量的原因。胶子是维持原子核稳定的重要一环,正是因为它的运动维护着质子和中子的稳定,并且它的运动也造出了质量,这种质量被称为相对论质量,而且是物质的绝大部分的质量,虽然说起来它是虚无的,然而它却又是现实存在的。”