Loading AI tools
来自维基百科,自由的百科全书
在所有种类的夸克中,u夸克(up quark,台湾译上夸克,中国大陆又称“上夸克”[注 1])的质量最小,裸质量约为1.8–MeV/c2。u夸克是第一代 3.0 夸克, 是自旋为1⁄2的费米子。带有电荷+2⁄3 e。根据粒子物理学的标准模型理论,u夸克与d夸克是构成核子的基本粒子,质子拥有两个u夸克和一个d夸克,而中子则有一个u夸克和两个d夸克。u夸克参与所有四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用与强相互作用。u夸克的反粒子为反u夸克。
1964年,默里·盖尔曼 及乔治·茨威格首先提出u夸克的存在,目的是在解释强子的八重道分类系统。1967年,透过在斯坦福直线加速器进行的深度非弹性散射实验,首度证实了u夸克存在。
在粒子物理学的发展初期(20世纪前半),质子、中子、π介子等等强子都被视为基本粒子。可是,随着更多新强子被发现,粒子园也跟着扩张,从1930年代与1940年代的几种粒子扩张至1950年代的几十种粒子。可是,物理学者并不清楚它们彼此之间的关系。1961年,默里·盖尔曼与瑜法尔·尼曼分别独立地提出一种称为八重道的分类系统,以数学术语来说,就是 SU(3) 味对称性。[3][4]
这种分类系统将各种强子组织成同位旋多重态,然而,它背后的物理理论并不明朗。1964年,盖尔曼与乔治·茨威格分别独立地提出夸克模型,其最初仅仅描述了u夸克、d夸克与s夸克的物理行为[5][6][7][8]可是,虽然夸克模型解释了八重道,并没有任何实验直接证实了夸克的存在。1968年,在斯坦福直线加速器中心,深度非弹性散射实验揭露,质子拥有内在结构,质子是由三个更为基础的粒子组成,从而夸克模型被公认为正确无误。[9][10][11]
最初,人们很不愿接受这事实,他们比较喜欢理查·费曼的部分子模型。[12][13][14]随着时间流逝,夸克理论渐渐被人们接受。更多内容,请参阅11月革命。[15]
尽管u夸克极为常见,物理学者并不明确它的裸质量,其数值大概是在1.8与MeV/c2之间 3.0 [1]使用格点色动力学计算可以给出比较准确的数值: ±0.14 MeV/c2。 2.01[16]
夸克的质量不能够做实验直接测量,因此是相当难决定的数量。在介子或重子里,夸克的有效质量会变得很大,这是源自于夸克与夸克之间的胶子场所造成的结合能,注意到狭义相对论允许能量与质量之间的相互转换。由于u夸克的裸质量很小,它不能被直接计算出来。[17]:135