拥抱夸克时代,夸克是什么,人类进入夸克时代了吗?(3)

2016-01-22 15:22 责编:小编 来源:UFO发现网 浏览 参与 评论
导读 德国理论物理学家福多尔说,所有这些导致了一个必然的结论,即质子和中子的质量若不是像现在这样,那么人类将不会存在。 我们已知核子并非基本粒子。质子是由两个上夸克(带2/3电荷)和一个下夸克(带负1/3电荷)组...
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德国理论物理学家福多尔说,所有这些导致了一个必然的结论,即质子和中子的质量若不是像现在这样,那么人类将不会存在。

我们已知核子并非基本粒子。质子是由两个上夸克(带2/3电荷)和一个下夸克(带负1/3电荷)组成,故带一个正电荷;中子由两个下夸克和一个上夸克组成,故呈电中性。下夸克略重于上夸克。但我们无法据此解释质子和中子的质量差。这两种夸克的质量都很小,我们很难确切地说出差额究竟是多少,因为夸克从未被单独看到过。总的来说,这些夸克加起来,只占质子、中子质量的很小一部分。

像所有的基本粒子那样,夸克也是通过黏性的、漫游于整个空间的希格斯场(由希格斯玻色子产生)的作用而获得质量的。但要解释清楚由多个夸克组成的物质,还得加上别的方法。

 

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最终的答案来自量子色动力学(QCD)。就像带电粒子带有电荷。决定了它对电磁力的反应,夸克带有色荷(这个“色”并非我们日常所说的颜色,只不过借用此词表达夸克的一种属性),可以跟强核力相互作用。QCD就是描述强核力的基本理论。

 

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带电粒子是通过相互交换无质量的光子而结合的,与之类似,带色荷的夸克是通过相互交换胶子而组成物质(诸如质子、中子)的。胶子没有质量但有能量,根据爱因斯坦的著名公式:E=mc^2,其能量可变成多种夸克泡,通常总是处在质子或中子内。根据量子理论的测不准原理,这些额外的粒子不断地从真空中蹿出,又立即消失,一直处在这种状态下。

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