夸克
構成物質的最基本單元之一 / 维基百科,自由的 encyclopedia
夸克(英语:quark)意译为层子[1],又称毛粒子[来源请求],是一种基本粒子,也是构成物质的基本单元。夸克互相结合,形成一种复合粒子,叫强子,强子中最稳定的是质子和中子,它们是构成原子核的单元[2]。由于一种叫“夸克禁闭”的现象,夸克不能够直接被观测到,或是被分离出来;只能够在强子里面找到夸克[3][4]。因为这个原因,人类对夸克的所知大都是来自对强子的观测。
由二个上夸克及一个下夸克所构成的质子 | |
组成 | 基本粒子 |
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系 | 费米子 |
代 | 第一代、第二代及第三代 |
基本相互作用 | 电磁力、重力、强及弱 |
符号 | q |
反粒子 | 反夸克 (q) |
理论 | 默里·盖尔曼 (1964年) 乔治·茨威格 (1964年) |
发现 | 史丹佛线性加速器中心 (约1968年) |
类型 | 6种 (上、下、粲、奇、顶及底) |
电荷 | +2⁄3 e, −1⁄3 e |
色荷 | 有 |
自旋 | 1⁄2 |
CAS号 | 12585-73-8 Y[失效链接] |
目前已知夸克共有六种“味”,分别是上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克及底夸克[5]。上夸克及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程,来迅速地变成上或下夸克。粒子衰变是一个从高质量态变成低质量态的过程。就是因为这个原因,上及下夸克一般来说很稳定,所以它们在宇宙中很常见,而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生(例如宇宙射线及粒子加速器)。
夸克有着多种不同的内在特性,包括电荷、色荷、自旋及质量等。在标准模型中,夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有时会被称为“基本力”(电磁相互作用力、万有引力、强相互作用力及弱相互作用力)。夸克同时是现时已知唯一一种基本电荷非整数的粒子。夸克每一种味都有一种对应的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之处,只在于它的一些特性跟夸克大小一样但正负不同。
夸克模型分别由默里·盖尔曼与乔治·茨威格于1964年独立地提出[6]。引入夸克这一概念,是为了能更好地整理各种强子,而当时并没有甚么能证实夸克存在的物理证据,直到1968年SLAC开发出深度非弹性散射(英语:Deep inelastic scattering)实验为止[7][8]。夸克的六种味已经全部被加速器实验所观测到;而于1995年在费米实验室被观测到的顶夸克,是最后发现的一种[6]。