量子是世界上最小的嗎

世界上是原子為最小量子么?下面我們就來(lái)了解一下吧

　　量子是世界上最小的嗎：

　　物質(zhì)是由分子構(gòu)成,分子是由原子構(gòu)成,原子是由更小的粒子——質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成.后來(lái)又有中微子、夸克.如今人類科技發(fā)現(xiàn)最小的粒子還有重子、強(qiáng)子、介子及超子等等. 現(xiàn)在又提出了斥力子假說(shuō). —————— 下面補(bǔ)充一些知識(shí)! 什么是夸克 20世紀(jì)60年代,美國(guó)物理學(xué)家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨(dú)立提出了中子、質(zhì)子這一類強(qiáng)子是由更基本的單元——夸克(quark)組成的,很多中國(guó)物理學(xué)家稱其為“層子”.它們具有分?jǐn)?shù)電荷,是電子電量的2/3或-1/3倍,自旋為1/2.“夸克”一詞是由默里·蓋爾曼改編自詹姆斯·喬伊斯的小說(shuō)《芬尼根徹夜祭》(Finnegan's Wake)中的詩(shī)句.最初解釋強(qiáng)相互作用粒子的理論需要三種夸克,叫做夸克的三種味,它們分別是上夸克(up,u)、下夸克(down,d)和奇異夸克 (strange,s).1974年發(fā)現(xiàn)了J/ψ粒子,要求引入第四種夸克粲夸克(魅夸克)(charm,c).

　　1977年發(fā)現(xiàn)了Υ粒子,要求引入第五種夸克底夸克(bottom,b).1994年發(fā)現(xiàn)第六種夸克頂夸克(top,t),人們相信這是最后一種夸克. 夸克理論認(rèn)為,所有的重子都是由三個(gè)夸克組成的,反重子則是由三個(gè)相應(yīng)的反夸克組成的.比如質(zhì)子(uud),中子(udd).夸克理論還預(yù)言了存在一種由三個(gè)奇異夸克組成的粒子(sss),這種粒子于1964年在氫氣泡室中觀測(cè)到,叫做負(fù)ω粒子. 夸克按其特性分為三代,如下表所示： 符號(hào) 中文名稱 英文名稱 電荷(e) 質(zhì)量(GeV/c^2) u 上夸克 up +2/3 0.004 d 下夸克 down -1/3 0.008 c 粲(魅)夸克 charm +2/3 1.5 s 奇異夸克 strange -1/3 0.15 t 頂夸克 top +2/3 176 b 底夸克 bottom -1/3 4.7 在量子色動(dòng)力學(xué)中,夸克除了具有“味”的特性外,還具有三種“色”的特性,分別是紅、綠和藍(lán).這里“色”并非指夸克真的具有顏色,而是借“色”這一詞形象地比喻夸克本身的一種物理屬性.

　　量子色動(dòng)力學(xué)認(rèn)為,一般物質(zhì)是沒(méi)有“色”的,組成重子的三種夸克的“顏色”分別為紅、綠和藍(lán),因此疊加在一起就成了無(wú)色的.因此計(jì)入6種味和3種色的屬性,共有18種夸克,另有它們對(duì)應(yīng)的18種反夸克. 夸克理論還認(rèn)為,介子是由同色的一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的束縛態(tài).例如,日本物理學(xué)家湯川秀樹(shù)預(yù)言的[[π+介子]]是由一個(gè)上夸克和一個(gè)反下夸克組成的,π-介子則是由一個(gè)反上夸克和一個(gè)下夸克組成的,它們都是無(wú)色的. 除頂夸克外的五種夸克已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它們的存在,華裔科學(xué)家丁肇中便因發(fā)現(xiàn)粲夸克而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).近十年來(lái)高能粒子物理學(xué)家的主攻方向之一是頂夸克 (t).

　　至于1994年最新發(fā)現(xiàn)的第六種“頂夸克”,相信是最后一種,它的發(fā)現(xiàn)令科學(xué)家得出有關(guān)夸克子的完整圖像,有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之內(nèi)宇宙如何演化,因?yàn)榇蟊ㄗ畛醍a(chǎn)生的高熱,會(huì)產(chǎn)生頂夸粒子. 研究顯示,有些恒星在演化末期可能會(huì)變成“夸克星”.當(dāng)星體抵受不住自身的萬(wàn)有引力不斷收縮時(shí),密度大增會(huì)把夸克擠出來(lái),最終一個(gè)太陽(yáng)大小的星體可能會(huì)萎縮到只有七、八公里那么大,但仍會(huì)發(fā)光. 夸克理論認(rèn)為,夸克都是被囚禁在粒子內(nèi)部的,不存在單獨(dú)的夸克.一些人據(jù)此提出反對(duì)意見(jiàn),認(rèn)為夸克不是真實(shí)存在的.然而夸克理論做出的幾乎所有預(yù)言都與實(shí)驗(yàn)測(cè)量符合的很好,因此大部分研究者相信夸克理論是正確的.

　　1997年,俄國(guó)物理學(xué)家戴阿科諾夫等人預(yù)測(cè),存在一種由五個(gè)夸克組成的粒子,質(zhì)量比氫原子大50%.2001年,日本物理學(xué)家在SP環(huán)-8加速器上用伽馬射線轟擊一片塑料時(shí),發(fā)現(xiàn)了五夸克粒子存在的證據(jù).隨后得到了美國(guó)托馬斯·杰裴遜國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和莫斯科理論和實(shí)驗(yàn)物理研究所的物理學(xué)家們的證實(shí).這種五夸克粒子是由2個(gè)上夸克、2個(gè)下夸克和一個(gè)反奇異夸克組成的,它并不違背粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型.這是第一次發(fā)現(xiàn)多于3個(gè)夸克組成的粒子.研究人員認(rèn)為,這種粒子可能僅是“五夸克”粒子家族中第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的成員,還有可能存在由4個(gè)或6個(gè)夸克組成的粒子.