神奇的夸克:构成物质基本单元 小到令人难以置信

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质子和联 子是构成原子核的粒子,看起来似乎然后足够微小。但科学家表示,哪几个亚原子粒子我我着实是由更小的粒子组成,亲戚亲戚亲们将哪几个粒子称为夸克。科技快报科技资讯

“我认为最简单的说法是,夸克是物质的基本组成累积,构成了亲戚亲戚亲们俯近的一切,”理论物理学家杰弗里·韦斯特解释道。韦斯特在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室建立了高能物理研究小组,现在是圣塔菲研究所的杰出教授。科技快报科技资讯

与电子和一点轻子一样,夸克似乎都可以 再继续分割为更小的形态。夸克是没办法 之小,以至于关于其大小的描述听起来都令人难以置信。伦敦大学是院物理学教授乔恩·巴特沃斯解释道,夸克的半径为宜是质子半径的50倍,而质子的半径比一粒沙子小2.4万亿倍。科技快报科技资讯

1964年首次提出科技快报科技资讯

最早在1964年,加州理工学院的理论物理学家默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)首次提出了夸克模型。他是发展粒子物理学标准模型的关键人物之一,也是1969年诺贝尔物理学奖得主。盖尔曼指出,要想解释质子和联 子的性质,就里都可以 假定它们由更小的粒子组成。与此一块儿,加州理工学院的另一位物理学家乔治·茨威格(George Zweig)也独立地提出了一种生活想法。科技快报科技资讯

从1967年到1973年,在斯坦福直线加速器中心(现称为SLAC国家加速器实验室)进行的实验证实了夸克的指在。正如韦斯特所解释的,夸克的那我奇怪之指在于,它们还里都可以 被观察到,但都可以 被分离。“那我细微的区别在于,”你说歌词 ,“它们和电子一样都不 基本粒子,但对于电子,亲戚亲戚亲们还里都可以 观察并分离它们。我想要指出某个电子的方向。对于夸克,你不然后从原子核中取出那我装入 桌子上,对它进行检验。”科技快报科技资讯

利用庞大的粒子加速器,科学家还里都可以 加速电子,并利用它们来探测原子核结构的秘密。然后电子撞击到足够深的地方,就会使夸克脱离,科学家就还里都可以 用非常精密的探测器来测量夸克。“亲戚亲戚亲们重建了目标中组成质子和联 子的基本单元,”韦斯特说。“我想要看多哪几个小点,亲戚亲戚亲们把它们称为夸克。”科技快报科技资讯

夸克有六种类型科技快报科技资讯

与质子相比,夸克只中含累积电荷。根据质量,夸克还里都可以 分为六种类型,即六种“味”,分别是上、下、粲、奇、底和顶。它们还有一种生活名为“色荷”的性质,用来描述强相互作用怎么才能 才能 把它们结合在一块儿。色荷由胶子携带,胶子也是一种生活基本粒子,负责在那我夸克之间传递强相互作用,就像光子负责在那我带电粒子之间传递电磁力一样。科技快报科技资讯

美国堪萨斯大学的那我物理学研究小组计划使用大型强子对撞机(LHC)上的那我设备来研究夸克和胶子之间的强相互作用。大型强子对撞机是世界上最强大的粒子加速器,指在法国和瑞士之间十根27公里长的隧道内。科技快报科技资讯

“亲戚亲戚亲们的想法是更好地了解质子和重离子——比如铅——的形态,并研究一种生活叫做‘饱和(胶子请况)’的新疑问,”这项研究的领导者、堪萨斯大学物理学教授克里斯托夫·罗永(Christophe Royon)解释道,“当那我质子或那我离子以极高的能量碰撞时,亲戚亲戚亲们还里都可以 很灵敏地探测到它们的子形态——夸克和胶子,从而探测到一点胶子密度变得非常大的区域。”科技快报科技资讯

“亲戚亲戚亲们还里都可以 比拟纽约高峰几点几分 的地铁,此时地铁完整篇 挤满了,”克里斯托夫补充道,“在一种生活请况下,胶子的行为都不 单一的,却说还里都可以 表现出集体行为,就像拥挤的地铁一样,然后有人摔倒了,每当时人都不 感觉到,然后亲戚亲戚亲们离得很近。在一种生活程度上,质子或重离子还里都可以 表现得像那我二氧化碳,像一块玻璃,一种生活请况称为‘色玻璃凝聚态’。这是亲戚亲戚亲们希望在大型强子对撞机上看多的,也希望在美国未来的电子-离子对撞机还里都可以 看多。”科技快报科技资讯

以还里都可以 找到一种生活稠密胶子物质指在的证据,或许将回答关于夸克最大的那我未解疑问。“这是物质的一种生活新请况,”克里斯托夫说,“相对论性重离子对撞机(RHIC)或大型强子对撞机然后提供了一点暗示,但一切都还不确定。这将是那我重要的发现,大型强子对撞机和电子-离子对撞机都不 观察一种生活疑问的理想设备。”科学家还想解答的那我重要疑问是,与否有比夸克更小的东西?“与否还指在那我层次?”韦斯特说,“亲戚亲戚亲们告诉我答案。”科技快报科技资讯

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