比分質子、中子再小的夸克粒子你知道嗎?

2020-12-04 金碩物理化學

帶正電荷的質子是元素周期表的締造者-_表中的元素依它們原子核內所包含的質子數進行排布。

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。這些夸克的電荷組合( +2/3,+2/3和- 1/3 )使得質子整體所帶的正電荷與電子所帶的負電荷剛好相反。

然而,夸克的質量僅僅佔質子質量的1%左右。質子其餘的質量都源自舉世聞名的質能方程E=mc2。這個方程揭示了能量(E)與質量(m)實際上是同一-事物。因此,其他任何與質子成分相關的能量也構成了質子的質量。

夸克動能增加了質子的質量,不過主要的質量還是來源於夸克間的束縛能量兩個帶正電的上夸克應該相互排斥,但是,它們被強核力(物理學中的4種基本相互作用之一),通過被稱為膠子的粒子交換而「 黏合」在了一起。正是這些膠子及與它們相關聯的膠子場的能量佔據了整個質子質量的主導部分。

相關焦點

  • 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。
  • 原子、質子、中子、電子等微觀粒子有壽命嗎?答案顛覆三觀
    「原子、質子、中子、電子等粒子」是不是存在著壽命,其實也是遵循著這條規律。我們都知道,原子是由電子和原子核構成的,其中電子已經不可再分了,而原子核又是由質子和中子構成,質子和中子並非是不可再分的,而是可以繼續往下分,還能再分為夸克。
  • 原子、質子、中子、電子等微觀粒子有壽命嗎?
    微觀粒子的壽命到了,我們一半都會稱為衰變,所謂的壽命長短其實是用粒子的半衰期的界定的。在原子,質子,中子,電子中,真正意義上,我們發現可以發生衰變的,其實只有原子和中子。質子的半衰期有假說,但還沒有被驗證,電子則認為是和宇宙同齡的存在。
  • 我們所知道的最小的粒子是什麼——原子?電子?還是夸克?
    物理學家首次將電子與質子碰撞時,他們觀察到電子從質子內部的三個小硬核上反彈。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。
  • 我們所知道的最小的粒子是什麼——原子?電子?還是夸克?
    物理學家首次將電子與質子碰撞時,他們觀察到電子從質子內部的三個小硬核上反彈。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。
  • 夸克還能再分成更基本的粒子嗎?
    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。
  • 為什麼中子很容易變成質子,反過來卻很難?
    我們都知道物質多由原子構成,原子中有原子核與核外電子,而原子核裡通常又有質子和中子。照理說大家各司其職、相安無事,但實際上物質世界卻不總是這麼簡單。萬物有其壽命,有時候也會發生一些變化,當條件合適時,中子會搖身一變成為質子,質子也能變為中子,這個時候物質的本身就會產生變化,成了完全不同的東西。
  • 中子和質子的夸克有何不同,中微子雙β衰變意味著什麼?
    在我們弄清楚質子和中子的微小粒子是什么元素之後,質子的構成、中子的構成,以及夸克這樣更微小的粒子,它們的實體是怎麼和每個元素互動,其他強弱核力量的內部原子答案不會再持續數十年之久。因為偶然的發現,物理學家們了解到中子也可以在某一天成為一個質子,並且在這個過程中發射了一個電子,也就是曾命名的β射線。
  • 粒子物理學大突破,LHC發現第三種「五夸克粒子」
    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。
  • 質子究竟是由什麼組成的?夸克也許不是唯一
    質子究竟是由什麼組成的?夸克也許不是唯一文/袁玉剛 圖/來自網際網路原子是由質子、中子和電子組成的。質子究竟是由什麼組成的?質子還能再分嗎?在《莊子》內篇的《天下篇》中,莊子說:「一尺之棰,日取其半,萬世不竭。」30年代,物理學家實驗發現質子磁矩為5.6個單位核磁子,中子磁矩是-3.82個單位核磁子。說明質子和中子都是旋轉的可分割的粒子。
  • 輕子、夸克和質子、中子、電子之間的關係是什麼?
    那些擁有整數自旋值(0或1)的強子叫做介子,而那些擁有半數自旋值(1/2或3/2)的強子叫做重子,後者包括質子和中子。   讓我們列舉一些能表明強子內部結構的事實。   自然界存在許多種不同的強子。
  • 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。與電子和其他輕子一樣,夸克似乎不能再繼續分割為更小的結構。夸克是如此之小,以至於關於其大小的描述聽起來都令人難以置信。倫敦大學學院物理學教授喬恩·巴特沃斯(Jon Butterworth)解釋道,夸克的半徑大約是質子半徑的2000倍,而質子的半徑比一粒沙子小2.4萬億倍。
  • 質子還能再分麼?
    接著,我們進一步進入了原子核,發現原子核內還有質子和中子。這一期,我們再繼續向下深入,看看質子和中子的內部到底是什麼?淘「粒子」時代自從湯姆遜發現了電子,盧瑟福發現了質子,查德威克發現了中子之後,科學家又相繼發現上百種「基本粒子」,他們甚至把這戲稱為「粒子動物園」。
  • 夸克到底什麼?微觀世界的粒子又是咋回事?
    發現夸克目前來看,它們是構成物質的最小單位。你可能要問為什麼了?說白了,就是我們用加速器根本撞不開。就拿夸克來說吧,如果你用粒子加速器就撞質子,結果呢,你會發現有個三不同的折射角,這其實意味著這當中有三個比質子更小的粒子存在。他們管這些粒子叫做夸克。但是,無論我們用什麼辦法去撞質子,都沒有辦法找到這些自由狀態下的更小的粒子。
  • 現在的基本粒子還能再分嗎?
    所以人們得到了原子的模型:帶正電的質子和不帶電的中子緊緊挨在一起形成了原子核,帶負電的電子在原子核外以亞光速的圍繞原子核運動。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。
  • 質子、中子下面還有什麼?
    從初中開始大家接受的物理方面的教育就說,構成物質的基本粒子包括質子,電子,中子,然後就再也沒有往下細分了,至於質子、電子和中子裡面有什麼,老師沒有說,書上也沒有寫。其實這些粒子還可以細分,細分以後就得到了今天我要介紹的夸克。
  • 微觀粒子發現史之八:夸克君臨,天下震動
    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
    費米子就是構成物質的粒子,包括輕子和重子,輕子就是質量輕的粒子,包括電子μ子中微子和他們的反粒子,重子包括我們常見的質子中子Λ粒子Σ粒子Ξ粒子和它們的反粒子,玻色子就是傳遞力的粒子,包括光子和所有的介子,介子和重子又構成了強子,天啊,這太亂了,確實有點植物學的分類,看起來有些規律,其實真正的規律還隱藏在迷霧中。
  • 知新科普:夸克真的是組成物質的最小部分嗎?
    眾所周知,構成原子核的是粒子、質子和中子,它們都是非常非常微小的。但是,科學家們說這些亞原子粒子本身是由更小的粒子組成的,而那些粒子被稱為「夸克(quarks)」。物理學家做了個通俗的比較,夸克的半徑大約比質子的半徑小2000倍,而質子的半徑又比一粒沙子的半徑小了2.4萬億倍!
  • 組成質子的夸克,質量只佔質子的7%,剩下的93%都是什麼?
    組成質子的夸克,質量只佔質子的7%,剩下的93%都是什麼?我們知道組成世間不同物質的基本粒子是原子,而組成原子的粒子,又有原子核和核外的電子。至於組成原子核的粒子,那就是質子和中子了。而科學家又把質子和中子再進行了「分割」,發現它們是由更小的粒子「夸克」組成的,其中質子由2個上夸克和1個下夸克組成,而中子由1個上夸克和2個下夸克構成。但是科學家經過測量後,發現了一件很奇怪的事情:組成質子的夸克,質量只佔質子的7%。那麼質子剩下93%的質量都是什麼?