[科普中國]-X荷

在粒子物理學(xué)中，X荷（X-charge，或 X ）是一個與SO(10) 大統(tǒng)一理論相關(guān)聯(lián)的守恒量子數(shù)。

簡介X與“重子數(shù)B和輕子數(shù)L的差異”（亦即B?L）以及“弱超荷YW”之關(guān)系可以用下式表示：

大統(tǒng)一理論大統(tǒng)一理論（Grand Unification Theory，縮寫GUT）是一種物理理論。物理學(xué)者希望能借由單獨(dú)一種物理理論來合理解釋電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用導(dǎo)致的物理現(xiàn)象。大統(tǒng)一理論算是物理界邁向萬有理論的踏腳石。請注意，大統(tǒng)一理論并不包括引力，試圖也將引力統(tǒng)一的理論稱為萬有理論。

愛因斯坦在提出相對論以后，從20年代開始就致力于尋找一種統(tǒng)一的理論來解釋當(dāng)時已知的所有相互作用，也就是引力和電磁力，愛因斯坦晚年偏離物理界大方向自己研究大統(tǒng)一理論，直到他1955年逝世。在愛因斯坦的年代，強(qiáng)相互作用和弱相互作用的概念尚未形成，因此愛因斯坦的努力似乎過于超前。

電弱相互作用理論和強(qiáng)相互作用理論建立以后，由于他們都由相似的規(guī)范場論來描述，理論物理學(xué)家隨即試圖統(tǒng)一它們。1974年，哈沃德·喬吉和謝爾登·格拉肖于1974年提出了最早的SU(5)大統(tǒng)一理論。這是第一個統(tǒng)一了電弱相互作用和強(qiáng)相互作用的理論。值得指出的是，由于量子引力理論尚存在困難，目前一般稱為“大統(tǒng)一理論”的理論都與引力無關(guān)。1

量子數(shù)量子數(shù)描述量子系統(tǒng)中動力學(xué)上各守恒數(shù)的值。它們通常按性質(zhì)描述原子中電子的各能量，但也會描述其他物理量（如角動量、自旋等）。由于任何量子系統(tǒng)都能有一個或以上的量子數(shù)，列出所有可能的量子數(shù)是件沒有意義的工作。1

弱超荷在粒子物理學(xué)中，弱超荷是一個與與電荷和弱同位旋第三分量有關(guān)的守恒量子數(shù)，類比于有著蓋爾曼-西島關(guān)系的強(qiáng)相互作用中的超荷（它在弱相互作用中不守恒）。它通常被標(biāo)記為YW，對應(yīng)于規(guī)范對稱群U(1)。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)