夸克還能再分成更基本的粒子嗎?

2020-12-04 火星科普

從目前的粒子物理標準模型來看,組成質子以及中子的夸克已經不能繼續再分下去,夸克就是一種基本粒子。也就是說,夸克不是由其他更小的粒子組成,它就是組成物質的最為基本單元。

不過,夸克本身可以分為六味,分別為上、下、粲、奇、底和頂夸克。其中兩個上夸克和一個下夸克組成了質子,一個上夸克和兩個下夸克組成了中子。由於強核力的作用,夸克之間是無法被分開的,它們無法單獨存在,只會被束縛在質子和中子中,這就是夸克禁閉。

儘管有夸克禁閉,但通過粒子加速器,六味夸克的存在已經被證實。目前觀測到的現象都符合粒子物理標準模型的預言,所以關於夸克是基本粒子的說法也得到物理學家的廣泛認可。

另一方面,如果從弦理論看來,夸克並非組成物質的最基本單元,尺度只有普朗克長度(10^-35米)級別的一維弦才是。弦理論認為,所謂的基本粒子只不過是一維弦在不同振動模式下所表現出來的結果,夸克、電子等基本粒子都不例外。雖然弦理論是一個自洽的大統一模型,能夠結合廣義相對論和量子力學,但該理論的預言很難在當前能量級別的粒子加速器中得到驗證。

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  • 現在的基本粒子還能再分嗎?
    我們的宇宙到底是由什麼基本粒子組成的呢?1803年道爾頓提出了原子的概念後,近代科學就進入了原子微觀時代了,當時人們都認為這個世界上的所有東西都是由原子這個基本單元構成的,原子是不可再分的了。當時大家都認為質子、中子和電子已經不可能再分的,這個宇宙都是由這幾種基本粒子構成的。
  • 基本粒子還能繼續分割嗎?
    物質的基本組成是原子,而原子又能分為原子核和電子,原子核還能繼續分為質子和中子(除了氕核之外),質子和中子又能進一步分為夸克和膠子。一直以來,物理學家不斷把粒子分成更小粒子,直至最小的尺寸,以尋找組成物質的基本粒子。
  • 人類還能發現更小的基本粒子嗎?有何方法研究物質更微觀的結構?
    有人說夸克是已知人類發現的最小基本粒子。其實夸克分四種,這四種構成了質子和電子等其它粒子。那麼還有沒有比夸克更小的粒子呢?其實夸克也是有質量和能量的,質量來自於希格斯粒子,能量來自於能量子。所以,夸克也是由希格斯粒子和能量子組成的,所以,希格斯粒子和能量子比夸克還小,但是它們還算不算是基本粒子呢?基本粒子是一種術語,一般指人們認知的構成物質的最小或最基本的單位。即是在不改變物質屬性的前提下擁有不可分割的物質最小單位。它是組成各種各樣物體的基礎,且並不會因為小而斷定它不是某種物質。
  • 夸克還能繼續細分嗎?量子力學告訴你微觀世界的奧秘
    因為它還可以繼續細分成原子核和電子。按科學家的說法,目前只要能繼續細分的物質都不屬於基本粒子。基本粒子的定義顧名思義,如果一個粒子不能再細分,那麼它就是組成物質的最小單位。我們知道原子核中的質子和中子又都是由夸克構成。在目前看來,夸克不能再細分了,因為當今的科學技術還不足以觀察到夸克以下的構成機制。科學家根據力的作用不同,又把基本粒子分成夸克,傳播子和輕子。
  • 粒子物理學大突破,LHC發現第三種「五夸克粒子」
    繼2015 年科學家宣布發現了理論中的「五夸克粒子」後,歐洲大型強子對撞機(LHC)實驗現在再度發現全新的五夸克粒子!隨著我們發現越多新粒子,將越能揭開宇宙物質基本結構的奧秘。基礎物理告訴我們,日常生活中的物質都由原子構成,過去科學家將原子當作宇宙中最小的基本粒子,然而隨著物理學不斷發展,我們知道原子並非不可分割,而是由更小的次原子粒子:質子、中子、電子構成;你以為到這裡就是極限了嗎?不,繼續看下去,質子、中子、電子內部還由更微小的次原子粒子夸克組成。
  • 什麼是粒子,組成萬物的基本粒子又是什麼
    它們是不是由更小的粒子組成?組成萬物的最基本的粒子是什麼呢?有沒有最小的粒子?首先,我們先要了解什麼是粒子,粒子的定義是什麼。粒子(particle),是指能夠以自由狀態存在的最小物質組成部分。最早發現的粒子是原子、電子和質子。在1932年人們又發現中子,確認原子是由電子、質子和中子組成的。
  • 四夸克粒子和五夸克粒子出現了,打破物理學認知,粒子或許更神奇
    人類目前已經知道的物質中,最基本的組成單元就是夸克,這一點相信很多人都十分熟悉。同時很多人也知道強子是由三個,或者是兩個夸克組成,點似乎已經成為了一個科學共識。是最近科學家有了全新的發現,甚至顛覆了我們以往的認知。這一點引起了很多科學家的關注,因為如果真正改變的話,那麼很可能會讓物理學,出現新的變化。
  • 科學家是如何測量「基本粒子」的大小的?
    從宏觀尺度到亞原子尺度,基本粒子的尺寸對複合材料結構尺寸的影響很小。在最基本的層面上,物質是由什麼構成的?把物質分成更小的塊,然後再把小塊分成更小的塊,以此類推,直到不能再分為止。我們相信,每一個標準模型粒子都是基本的,它們不能被分解成組成它的更小的實體。
  • 解釋:基本粒子是什麼?
    這些被分類為粒子物理的標準模型它從理論上說明了物質的基本構成塊是如何相互作用的,是由基本力量支配的。物質粒子是費米子,力粒子是玻色子。物質粒子:夸克和輕子物質粒子被分成兩類:夸克和輕子--其中有六個,每個有一個對應的夥伴。輕子分為三對。每對都有一個帶電荷的基本粒子和一個沒有電荷的基本粒子--一個要輕得多,而且很難檢測到。其中最輕的是電子和電子中微子。
  • 物理學家如何知道基本粒子的大小?
    物質的基本組成是原子,而原子又能分為原子核和電子,原子核還能繼續分為質子和中子 一直以來,物理學家不斷把粒子分成更小粒子,直至最小的尺寸,以尋找組成物質的基本粒子。那麼,物理學家是如何知道一個基本粒子有多小呢?
  • 質子由夸克組成,夸克由什麼組成?夸克真的不能再分割了嗎?
    質子由夸克組成,夸克由什麼組成?一般人認為,夸克是一種不可分割的粒子,同電子一樣屬於最基本的粒子,是所有物質組成的基石。但是,夸克真的不能夠再分割嗎?我想並非如此。當初科學家們認為電子就是組成物質最基本的粒子,是不可以繼續分割的。
  • 已知最重的基本粒子:頂夸克
    作為已知最重的基本粒子,頂夸克在歐洲核子研究中心大型強子對撞機(LHC)的物理學研究中佔有特殊地位。阿特拉斯(ATLAS)探測器記錄的碰撞中產生了大量頂夸克對和反夸克對,為最高可達能量下的粒子碰撞理論模型提供了一個豐富實驗場地。
  • 我們所知道的最小的粒子是什麼——原子?電子?還是夸克?
    這些小硬核被稱為夸克,人們發現,它是組成質子的比質子更小的粒子。夸克是我們在科學研究中遇到的最小粒子,它的發現意味著質子和中子不再是組成物質的基礎。我的意思是0.00000000000001釐米不夠小嗎?好吧……它確實不夠小。 夸克 尋找比電子、質子和中子更基本的粒子的探索促使我們建造了精妙的粒子加速器。
  • 我們所知道的最小的粒子是什麼——原子?電子?還是夸克?
    這些小硬核被稱為夸克,人們發現,它是組成質子的比質子更小的粒子。夸克是我們在科學研究中遇到的最小粒子,它的發現意味著質子和中子不再是組成物質的基礎。盧瑟福通過提出一種新的基本粒子來解釋這一點,該粒子比質子重一些,但在電學上是中性的。1932年,詹姆斯·查德威克(James Chadwick)發現了這種中子粒子——中子,他的猜測變成了現實。結果證明中子和質子具有相同的大小和質量,大約是電子質量的2000倍。我們可以進一步剝析物質嗎?我的意思是0.00000000000001釐米不夠小嗎?好吧……它確實不夠小。
  • 夸克,宇宙中的一種基本粒子,但它其實並沒有顏色
    雖然我們將夸克、反夸克和膠子描述成有顏色或者反色的,但是這只是一個類比。其中的科學才是更吸引人的部分。 雖然我們可能無法理解所有關於這一現象的知識,但我們已經發現且揭秘了標準模型的所有粒子以及控制它們相互作用的四種力——引力、電磁力、弱核力和強核力的性質。但不是每個粒子都會參與每次粒子間的相互作用,得有正確的電荷才行。
  • 微觀粒子發現史之八:夸克君臨,天下震動
    ,人們只是勉強地把這些粒子分成了費米子和玻色子。從整個科學史來看,物理學家們並不喜歡這種植物學的分類,他們更喜歡找到世界的本源。費米和楊振寧第一個強子的結構模型,他們覺得π介子是由質子或者中子和它們的反粒子組成,他們提出這種說法時反物質粒子還沒有發現,這確實需要相當的膽識和勇氣。日本物理學家坂田昌一從馬克思主義辯證唯物主義觸出發,認為質子中子和Λ粒子就是構成物質的最基本粒子,並且試圖以此來構建其它粒子。
  • 微觀粒子發現史之八:夸克君臨,天下震動
    費米的這一聲長嘆道出了當時的困境,雖然植物學的分類遠沒有元素周期表那麼漂亮,可是當時對微觀粒子的分類連植物學那麼粗疏的分類也做不到,人們只是勉強地把這些粒子分成了費米子和玻色子。從整個科學史來看,物理學家們並不喜歡這種植物學的分類,他們更喜歡找到世界的本源。費米和楊振寧第一個強子的結構模型,他們覺得π介子是由質子或者中子和它們的反粒子組成,他們提出這種說法時反物質粒子還沒有發現,這確實需要相當的膽識和勇氣。
  • 是否有比夸克更小的粒子?科學家:目前還不清楚
    來源:新浪科技夸克是所有物質的基本組成單元,但似乎不能再繼續分割為更小的結構新浪科技訊 北京時間10月25日消息,質子和中子是構成原子核的粒子,看起來似乎已經足夠微小。但科學家表示,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。「我認為最簡單的說法是,夸克是物質的基本組成部分,構成了我們周圍的一切,」理論物理學家傑弗裡·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,現在是聖塔菲研究所的傑出教授。
  • 比分質子、中子再小的夸克粒子你知道嗎?
    然而,與電子不同,質子並不是基本粒子,而是由叫作夸克(又譯「層子」或「虧子」)的小結構單元構成的。夸克分為6種,分別稱作上夸克、下夸克、底夸克、頂夸克、奇夸克和粲夸克。兩個上夸克和一個下夸克構成個質子。
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    這就是我們對暗物質最基本的認知。有人認為這些神秘的暗物質必定由未知的粒子組成,而另一些人則認為熟悉的粒子可能才是關鍵。雖然,目前探尋暗物質的主流工作還聚焦於發現宇宙深藏的未知物,但一些科學家越來越懷疑暗物質是否可以用現有的物理定律來解釋。其中一種觀點認為,一種擁有六夸克的粒子可以解釋暗物質,而不需要任何新奇的理論。