哈拉里—修普先子模型

✍ dations ◷ 2025-07-10 19:15:40 #哈拉里—修普先子模型

哈拉里—修普先子模型(Harari–Shupe preon model),又称粒生子模型(Rishon model,简称RM),是最早提出的前子(又称先子)模型,这个模型的目的是要为粒子物理学的标准模型中的现象提供解释。这模型最早分别由海姆·哈拉里(英语:Haim Harari)与麦可·A·修普(Michael A Shupe)独立提出,之后哈拉里与其学生内森·塞伯格扩展了这模型。

在粒生子模型中,有两种统称为粒生子(Rishon,此词源自希伯来语指称“主要”的词汇רִאשׁוֹן)的前子。而这两种粒生子分别称作T-粒生子(符号T,T取自英语的Third(意即“第三”或“三分之一”,这是因为在模型中T-粒生子的电荷是+1/3 之故)或希伯来语中意指“无形”的字眼תֹהוּ/Tohu)和V-粒生子(符号V,V取自英语的Vanish(意即“消失”,这是因为在模型中V-粒生子是电中性的之故)或希伯来语中意指“空虚”的字眼בוהו/Vohu/Bohu)。所有的轻子跟夸克都是由三个粒生子组成的,而这些由三个粒生子组成的粒子的自旋都是1/2。以下是在模型中各种轻子跟夸克次结构:

每种粒生子都各有一种对应的反粒子,因此也有以下的组成:

注意事项:

在这模型中,重子数(B)跟轻子数(L)并不守恒,但重子数减去轻子数的差(B-L)是守恒的。在这模型中,一个破坏重子数守恒的过程(以质子衰变为例)如下所示:

在哈拉里与塞伯格所扩展的版本中,粒生子有自己的色荷跟超色荷(hypercolour),而这可以解释为何目前已观测到的轻子跟夸克是唯一可行的组合;此外,透过运用特定的假设,是可以说明为何这模型正好允许三个世代的轻子跟夸克的。

截至目前为止,并无科学证据显示轻子跟夸克是由其他东西所构成的;但另一方面,也并没有深层的理由说明说为何在更短的距离内类似的次结构不会出现。在2008年,Piotr Zenczykowski由非相对论性的O(6)相空间出发,并从中推导出了粒生子模型,他的推导基于基本原则与克利福德代数的结构,并在完整重现粒生子模型的同时,自然地解释了一些在原始模型中看似晦涩且看似出自人为加工的特征。

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