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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质子和化子是构成原子核的粒子,看起来似乎机会足够微小。但科学家表示,哪些地方地方亚原子粒子随便说说是由更小的粒子组成,我门我门将哪些地方地方粒子称为夸克。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主次,构成了我门我门周围的一切,”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

与电子和一些轻子一样,夸克似乎不到再继续分割为更小的内部人员。夸克是越来越之小,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,夸克的半径最少是质子半径的5000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,要想解释质子和化子的性质,就时需假定它们由更小的粒子组成。与此一起去,加州理工学院的另一位物理学家乔治·茨威格(George Zweig)也独立地提出了你这人想法。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占据 。正如韦斯特所解释的,夸克的有好几个 奇怪之占据 于,它们时需被观察到,但不到被分离。“有好几个 细微的区别在于,”他说,“它们和电子一样是是不是基本粒子,但对于电子,我门我门时需观察并分离它们。让他指出某个电子的方向。对于夸克,你不机会从原子核中取出有好几个 插进桌子上,对它进行检验。”科技快报科技资讯

利用庞大的粒子加速器,科学家时需加速电子,并利用它们来探测原子核内部人员的秘密。机会电子撞击到足够深的地方,就会使夸克脱离,科学家就时需用非常精密的探测器来测量夸克。“我门我门重建了目标中组成质子和化子的基本单元,”韦斯特说。“让他想看 哪些地方地方小点,我门我门把它们称为夸克。”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,夸克只含有主次电荷。根据质量,夸克时需分为六种类型,即六种“味”,分别是上、下、粲、奇、底和顶。它们还并是不是名为“色荷”的性质,用来描述强相互作用怎么才能 才能 把它们结合在一起去。色荷由胶子携带,胶子也是并是不是基本粒子,负责在有好几个 夸克之间传递强相互作用,就像光子负责在有好几个 带电粒子之间传递电磁力一样。科技快报科技资讯

美国堪萨斯大学的有好几个 物理学研究小组计划使用大型强子对撞机(LHC)上的有好几个 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,占据 法国和瑞士之间一根绳子 绳子 27公里长的隧道内。科技快报科技资讯

“我门我门的想法是更好地了解质子和重离子——比如铅——的内部人员,并研究并是不是叫做‘饱和(胶子情况)’的新问题 ,”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,“当有好几个 质子或有好几个 离子以极高的能量碰撞时,我门我门时需很灵敏地探测到它们的子内部人员——夸克和胶子,从而探测到一些胶子密度变得非常大的区域。”科技快报科技资讯

“我门我门时需呼告纽约高峰六时 的地铁,此时地铁全部挤满了,”克里斯托夫补充道,“在你这人情况下,胶子的行为是是不是单一的,本来 我时需表现出集体行为,就像拥挤的地铁一样,机会大家摔倒了,每自己还会感觉到,机会我门我门离得很近。在并是不是程度上,质子或重离子时需表现得像有好几个 甲烷气体,像一块玻璃,你这人情况称为‘色玻璃凝聚态’。这是我门我门希望在大型强子对撞机上想看 的,也希望在美国未来的电子-离子对撞机时需想看 。”科技快报科技资讯

机会能找到你这人稠密胶子物质占据 的证据,或许将回答关于夸克最大的有好几个 未解问题 。“这是物质的并是不是新情况,”克里斯托夫说,“相对论性重离子对撞机(RHIC)或大型强子对撞机机会提供了一些暗示,但一切都还不挑选。这将是有好几个 重要的发现,大型强子对撞机和电子-离子对撞机是是不是观察你这人问题 的理想设备。”科学家还想解答的本来 我重要问题 是,是是不是有比夸克更小的东西?“是是不是还占据 本来 我层次?”韦斯特说,“我门我门真不知道答案。”科技快报科技资讯

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