當前位置:首頁 > 自然科學 > 正文內容

什麼是誇克?概念、如何被發現、誇克模型、其他亞原子粒子

2025-07-13自然科學722

我們解釋了什麼是誇克,它們是如何被發現的,以及什麼是誇克模型。此外,還有其他亞原子粒子。

什麼是誇克?概念、如何被發現、誇克模型、其他亞原子粒子

誇克是比中子和質子小的粒子。

什麼是誇克?

誇克或誇克是亞原子粒子初等,它屬於費米子的範疇,它們的強相互作用構成了事原子核。它的名字來自愛爾蘭作家詹姆斯·喬伊斯 (James Joyce) 的小說《芬尼根的守靈夜》。

誇克是粒子其中質子和中子都是製造的,以及其他類型的稱為強子的微小粒子。

這些術語可能會令人困惑,但您無需在如此技術層面上理解它們即可了解誇克是什麼:世界上最微小的粒子。事,它們與四種基本物理力自由交互:引力、電磁力、強核力和弱核力。

與輕子一樣,誇克是物質的組成部分。就像存在物質和反物質,還有誇克和反誇克。

此外,還有六種類型或“口味”的誇克。因此,物質的所有介子和重子,即 200 多個不同的亞原子粒子,都可以通過組合三個不同的誇克(或反誇克)(重子)或一個誇克-反誇克(介子)來構建,它們通過強相互作用連接起來。

它可以説明您:原子模型

誇克的發現

幾十年來,人們一直假設質子、中子和電子它們是物質的基本粒子,也就是說,沒有比它們更小的任何東西可以存在。

然而,對所謂的核子(中子和質子,居住在原子)表明它們的大小比電子大得多,這可能意味著它們又將由更小、更簡單的東西組成。誇克來回答這個問題。

同時,它們由 Murray Gell-Mann 和 George Zweig 於 1964 年提出,儘管它們是完全獨立的。這些科學家觀察到誇克存在的必要性是由於原子核中粒子之間的強烈相互作用的性質。

此外,它的許多特性都是無法解釋的,除非有結構在質子和中子內部。因此,存在三個較小的粒子,稱為 quorks(後來的誇克,儘管茨威格最初提出了 aces 或“aces”這個名稱),它們將具有電荷1/3 和 2/3 負載。

在接下來的幾年裡,這一假設在 SLAC(斯坦福線性加速器中心)進行了實驗測試。但實驗指出,可以構成質子和中子的粒子不是三個,而是六個。由於這一發現,泰勒、肯德爾和弗里德曼於 1990 年獲得了諾貝爾物理學獎。

誇克模型

什麼是誇克?概念、如何被發現、誇克模型、其他亞原子粒子

每種類型的誇克都有特定的特性。

在我們今天處理的標準物質模型中,誇克在物質中佔據了最簡單的位置。

根據我們組合的誇克類型,我們可以根據強子分類規則(所謂的“誇克模型”)獲得不同類型的粒子,該規則建立了六種不同類型的誇克(或“風味”),每種誇克都被賦予了一個定義其電荷的“量子數”:

  • 向上 (up)。配備 isospin +1/2 作為量子數。

  • 下。配備同位素 -1/2 作為量子數。

  • 魅力。被賦予一個魅力 +1 作為量子數。

  • 奇怪。被賦予了奇異性 -1 作為量子數。

  • 頂部或真相。被賦予優勢(topness)+1。

  • 底部或美麗。賦予 bottomness (bottomness) -1。

所有這些可能看起來非常奇怪,看起來像是電子遊戲中的東西,但如果我們認為這些微小的粒子以三元組或三元體的形式聚集在一起,形成不同類型的更大的亞原子粒子,那麼在誇克模型中它是有道理的。

當它們的電荷之和給出整數時,它們形成強子。

然而,我們應該補充一點,誇克他們可以有另外三種類型的收費,即”顏色”.然而,這與顏色無關,但這是科學家給這種特性起的名字,這是一種親和力,負責強大的核吸引力(通過另一種稱為“膠子”的粒子)。

這些顏色可以是藍色、綠色或紅色,這就是中子和質子與電子(輕子型粒子)的區別,因為後者不是由誇克組成的,感覺不到強核相互作用,而是弱核相互作用。

根據這個模型,物質的基本粒子是誇克和輕子。

其他亞原子粒子

其他類型的亞原子粒子是:

  • 費米子。它們與玻色子一起是物質的基本粒子,其特徵是具有自旋或半整數角動量(1/2、3/2 等)。費米子只有兩種類型:誇克和輕子。

  • Leptons.它們是費米子的一種,具有自旋 1/2(+ 或 -),並且與誇克不同,它不會經歷物質的強核相互作用。輕子有六種類型:電子、μ子、tau、電子中微子、μ子中微子和tau中微子。前三個的電荷為 +1 或 -1,其他的電荷為 0。

  • 玻 色子。它們與費米子一起是物質的基本粒子,其特徵是具有整數自旋(0、1、2 等),不符合泡利排除原理。玻色子的例子是光子、膠子或引力子,即涉及已知力的粒子。

  • 旅館。它們是玻色子,即整數自旋為 0 或 1 的強子,它們對強核相互作用做出反應,因此根據誇克-反誇克狀態,它們是由誇克組成的。

  • 重子。它們由三個誇克組成,它們最具代表性的例子是中子和質子,儘管還有其他類型,但非常不穩定。

繼續:量子力學

標籤: 物理

“什麼是誇克?概念、如何被發現、誇克模型、其他亞原子粒子” 的相關文章

什麼是水生生態系統?概念、特徵、分類、水生生態系的例子

什麼是水生生態系統?概念、特徵、分類、水生生態系的例子

我們解釋什麼是水生生態系統、它們如何分類以及它們的特徵是什麼。此外,還有水生生態系的例子。海洋生態系極為多樣,動植物豐富。什麼是水生生態系?水生生態系統是在不同規模和性質的水體中發展的任何生態系統,包括海洋、湖泊、河流、沼澤、溪流、潟湖和海岸。水的性質、其循環以及其中存在的有機物含量(來自天然來源和...

什麼是太陽能?概念、如何產生、用途、優點和缺點

什麼是太陽能?概念、如何產生、用途、優點和缺點

我們解釋什麼是太陽能以及它是如何產生的。還有它的用途是什麼,有什麼優點和缺點。太陽能電池板將太陽輻射轉換為可用的電能。什麼是太陽能?太陽能是由太陽產生的能量。這種以電磁輻射形式發射的能量構成了地球上光和熱的主要來源。由於技術,目前可以利用它來獲取電能和熱能,為家庭和工業供電。它是一種持續、經濟、無污...

什麼是生理學?概念、特徵、分類以及存在類型

什麼是生理學?概念、特徵、分類以及存在類型

我們解釋什麼是生理學以及這門科學的一些主要特徵。此外,還有存在的生理學類型。生理學的重點是研究生物的器官及其功能。什麼是生理學?生理學(源自希臘語Physiologia ,自然知識)是一門負責了解和分析生物體功能的科學。透過結合其他精確科學(物理、化學、生物學)所提出的原理,這門學科賦予賦予生物生命...

奧帕林的生命起源理論是什麼?概念、特徵、批評、理論概要

奧帕林的生命起源理論是什麼?概念、特徵、批評、理論概要

我們解釋奧帕林的生命起源理論是什麼以及他對此的批評。另外,這個理論的概要是什麼?奧帕林理論試圖解釋早期地球的生命起源。什麼是奧帕林理論?蘇聯生物化學家亞歷山大·伊万諾維奇·奧帕林(Aleksandr Ivanovich Oparin,1894-1980)為回答生命起源問題提出的解釋,一度徹底否定了自...

什麼是動物細胞?概念、起源理論、組成部分與植物細胞的區別。

什麼是動物細胞?概念、起源理論、組成部分與植物細胞的區別。

我們解釋什麼是動物細胞及其起源理論。還有它的組成部分以及與植物細胞的區別。動物細胞含有明確的細胞核。什麼是動物細胞?動物細胞是真核細胞的一種,這意味著它有一個確定的細胞核。動物細胞是形成屬於動物界(動物)的活生物體的不同組織的細胞。由於動物是複雜的多細胞生物,它們的細胞具有非常高水平的專業化:根據它...

人類的演化是什麼?概念、特徵、何時開始和進化不同階段

人類的演化是什麼?概念、特徵、何時開始和進化不同階段

我們解釋人類的演化是什麼以及這個過程何時開始。此外,人類進化的不同階段。進化始於五、七百萬年前的非洲大陸。人類的進化是什麼?人類進化或人化是指從人類最原始的祖先(南方古猿)到我們今天所知的物種(智人)出現的逐漸的、歷史性的生物變化過程的名稱。這個過程始於 500 至 700 萬年前的非洲大陸,當時人...