令人着迷的力量
斯坦利·J·布罗德斯基、亚历山大·德尔和克雷格·D·罗伯茨的文章“自然界最强的力”讨论了关于强力的新发现,强力是自然界四种基本力中最强大的力。 文章将强力描述为在一定距离之外保持恒定。 假设它最终会减弱。 否则,它不会将宇宙中的所有物质都拉入一个巨大的黑洞吗?
迈克尔·D·佩蒂,阿拉巴马大学亨茨维尔信息技术与系统中心
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文章表明强力达到最大值。 这能预测可能存在的最大原子核吗? 目前,多达 118 个质子可以被塞进原子核,而中子的最大数量则更大。
弗农·内米茨,通过电子邮件
作为 1970 年代的年轻电气工程师,我着迷于在《大众科学》上阅读关于量子色动力学 (QCD) 理论的出现,该理论描述了强力是如何运作的。 强力的表面性质似乎不合理; 与电磁学中的任何事物完全不同。 因此,当我看到文章中两张插图时,我感到惊讶,其中一条曲线代表了来自托马斯·杰斐逊国家加速器设施的与强力相关的数据。 形状与描述铁磁材料磁化的 B-H 曲线惊人地相似。 这种相似性纯粹是巧合,还是存在某种潜在的原理?
毛里·兰皮,澳大利亚墨尔本
作者回复:关于佩蒂的问题:一种称为禁闭的现象是这个难题的解决方案。 正如我们在文章中指出的那样,夸克具有称为颜色的属性,这是强力的电荷版本,胶子也具有这种属性。 只有所有颜色相互抵消的系统才能在自然界中被观察到。 有色胶子和夸克都被囚禁在强子内。 由于胶子是强力的载体,因此它们的作用仅在受典型强子大小限制的长度尺度内是活跃的,强子大小大约是质子半径(即小于一飞米)。 任何泄漏都由颜色中性的 π 介子和同类介子携带。
这些介子介导的残余强力也非常重要。 它在很大程度上负责将中子和质子结合成原子核。 这种残余核内结合力比核子内部的强力弱得多。 尽管残余强力的作用范围更大,但它仍然非常有限,在大于两飞米的长度处被强烈抑制。
回答内米茨:这是强力从业者的“梦想”。 然而,今天,它远远超出了计算可能性的范围。 原子核中中子和质子(核子)的总数用 A 表示。 与 QCD 直接相关的计算目前正被用于首次研究所谓的轻核(例如,氘核,A = 2,以及氚核和氦 3,A = 3)。 除此之外,使用在核子和 QCD 相容势之间的基本自由度构建的有效量子方程,用于解释和探索高达 A = 14 的轻核的性质。 旨在达到 A > 14 的研究涉及额外的现象学和有见地的理论近似。 因此,虽然理论可以用来描述大 A 核,但目前无法预测核稳定性的边界。
“被家人拒绝的孩子至少在同学中感到被包容,这一点至关重要。”
——彼得·米尔斯,佛罗里达州克莱蒙
回应兰皮:我们的图像显示短距离强力耦合常数 (αs) 与 B-H 曲线(磁滞曲线)之间的相似之处在于,它们都反映了一种饱和现象。 饱和的发生是因为增长的最初原因受到抑制。 对于 B-H 曲线,当所有磁畴都与外磁场对齐时,就会发生饱和。
关于 αs,它表示涉及无质量胶子场的量子环路,这些环路最初导致动量减小(分离增加)时的上升。 然而,在胶子自相互作用的物理学深处,存在一种机制,使胶子在低动量下表现得像重粒子。 因为,一般来说,重粒子更难形成环路,所以重胶子不能在低于相关胶子质量尺度的动量下对量子活动做出贡献。 由于没有剩下任何东西使耦合“运行”,它就停止运行。 这就是在我们文章的图中看到的饱和。
儿童中的排斥
梅兰妮·基伦的文章“包容性课堂”关注幼儿中的偏见以及在学校中对抗偏见的策略。 这些干预措施很重要,但它们也需要更加交叉,以解决性取向和残疾状况问题。
我是一位 86 岁的同性恋、阅读障碍症患者,小时候非常害怕因与众不同而受到欺凌和排斥。 我甚至对自己都处于隐瞒状态,直到 30 岁。 这和阅读障碍症从很小的时候就塑造了我的一生。 我尽一切努力融入其中,不让人知道我与众不同。 我设法隐瞒了自己的身份,直到 50 岁,最终不得不完全出柜并与一段美好的婚姻分离。 一直以来,我都害怕有人会发现,人们不会接受我。
性取向和残疾状况这两个身份轴心与种族和阶级不同,因为儿童及其父母几乎总是共享相同的种族和阶级。 然而,酷儿儿童和残疾儿童的父母往往不是酷儿或残疾人士。 对于这些孩子来说,在同龄人中感到被包容至关重要,因为他们可能在家里找不到那种包容和支持。 在我熟悉的许多案例中,我的朋友们在青少年早期就被所谓的正直和宗教家庭赶出了家门。 许多人被送去接受转化疗法,这种疗法似乎不起作用,并且进一步创伤了正在经历它的年轻人。 对于许多酷儿孩子来说,仅仅在家中提及他们的性取向就可能是危险的。
被家人拒绝的孩子至少在同学中感到被包容,这一点至关重要。 群体排斥不仅发生在同龄人之间; 它也出现在一些家庭中,并渗透到我们的政治和宗教系统中。 似乎许多学校没有准备好帮助班级更包容 LGBTQ 学生和残疾学生。 我希望这些举措能够被接受,并能帮助年轻学生学会更包容广泛的、交叉的身份。
彼得·米尔斯,佛罗里达州克莱蒙
勘误
斯蒂芬妮·帕帕斯的文章“超重元素”[六月刊] 应改为爱因斯坦的狭义相对论表明,以接近光速运动的物体会增加质量并变得怪异,而不是他的广义相对论会这样做。