夸克
構成物質的最基本單元之一 / 維基百科,自由的 encyclopedia
夸克(quark)[1]是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元[2]。由於一種叫「夸克禁閉」的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裏面找到夸克[3][4]。因為這個原因,人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。
Quick Facts 組成, 系 ...
由二個上夸克及一個下夸克所構成的質子 | |
組成 | 基本粒子 |
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系 | 費米子 |
代 | 第一代、第二代及第三代 |
基本相互作用 | 電磁力、重力、強及弱 |
符號 | q |
反粒子 | 反夸克 (q) |
理論 | 默里·蓋爾曼 (1964年) 喬治·茨威格 (1964年) |
發現 | 史丹福線性加速器中心 (約1968年) |
類型 | 6種 (上、下、魅、奇、頂、底) |
電荷 | +2⁄3 e, −1⁄3 e |
色荷 | 有 |
自旋 | 1⁄2 |
CAS號 | 12585-73-8 Y[失效連結] |
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目前已知夸克共有六種「味」,分別是上夸克、下夸克、魅夸克、奇夸克、頂夸克及底夸克[5]。上夸克及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上夸克或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因,上夸克及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇夸克、魅夸克、頂夸克及底夸克則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)。
夸克有着多種不同的內在特性,包括電荷、色荷、自旋及質量等。在標準模型中,夸克是唯一一種能經受全部四種基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有時會被稱為「基本力」(電磁相互作用力、萬有引力、強相互作用力及弱相互作用力)。夸克同時是現時已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之處,只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。
夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出[6]。引入夸克這一概念,是為了能更好地整理各種強子,而當時並沒有甚麼能證實夸克存在的物理證據,直到1968年SLAC開發出深度非彈性散射(英語:Deep inelastic scattering)實驗為止[7][8]。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到;而於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克,是最後發現的一種[6]。