是否有比夸克更小的粒子?科學(xué)家:目前還不清楚
北京時間10月25日消息,質(zhì)子和中子是構(gòu)成原子核的粒子,看起來似乎已經(jīng)足夠微小。但科學(xué)家表示,這些亞原子粒子其實是由更小的粒子組成,他們將這些粒子稱為夸克。 “我認(rèn)為最簡單的說法是,夸克是物質(zhì)的基本組成部分,構(gòu)成了我們周圍的一切,”理論物理學(xué)家杰弗里·韋斯特解釋道。韋斯特在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室建立了高能物理研究小組,現(xiàn)在是圣塔菲研究所的杰出教授。 與電子和其他輕子一樣,夸克似乎不能再繼續(xù)分割為更小的結(jié)構(gòu)?淇耸侨绱酥。灾劣陉P(guān)于其大小的描述聽起來都令人難以置信。倫敦大學(xué)學(xué)院物理學(xué)教授喬恩·巴特沃斯(Jon Butterworth)解釋道,夸克的半徑大約是質(zhì)子半徑的2000倍,而質(zhì)子的半徑比一粒沙子小2.4萬億倍。 1964年首次提出 最早在1964年,加州理工學(xué)院的理論物理學(xué)家默里·蓋爾曼(Murray Gell-Mann)首次提出了夸克模型。他是發(fā)展粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵人物之一,也是1969年諾貝爾物理學(xué)獎得主。蓋爾曼指出,要想解釋質(zhì)子和中子的性質(zhì),就必須假定它們由更小的粒子組成。與此同時,加州理工學(xué)院的另一位物理學(xué)家喬治·茨威格(George Zweig)也獨立地提出了這個想法。 從1967年到1973年,在斯坦福直線加速器中心(現(xiàn)稱為SLAC國家加速器實驗室)進行的實驗證實了夸克的存在。正如韋斯特所解釋的,夸克的一個奇怪之處在于,它們可以被觀察到,但不能被分離。“一個細(xì)微的區(qū)別在于,”他說,“它們和電子一樣都是基本粒子,但對于電子,我們可以觀察并分離它們。你可以指出某個電子的方向。對于夸克,你不可能從原子核中取出一個放到桌子上,對它進行檢驗! 利用龐大的粒子加速器,科學(xué)家可以加速電子,并利用它們來探測原子核內(nèi)部的秘密。如果電子撞擊到足夠深的地方,就會使夸克脫離,科學(xué)家就可以用非常精密的探測器來測量夸克!拔覀冎亟四繕(biāo)中組成質(zhì)子和中子的基本單元,”韋斯特說。“你可以看到這些小點,我們把它們稱為夸克。” 夸克有六種類型 與質(zhì)子相比,夸克只帶有部分電荷。根據(jù)質(zhì)量,夸克可以分為六種類型,即六種“味”,分別是上、下、粲、奇、底和頂。它們還有一種名為“色荷”的性質(zhì),用來描述強相互作用如何把它們結(jié)合在一起。色荷由膠子攜帶,膠子也是一種基本粒子,負(fù)責(zé)在兩個夸克之間傳遞強相互作用,就像光子負(fù)責(zé)在兩個帶電粒子之間傳遞電磁力一樣。 |