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宇宙中最小的物質(zhì)是什么,夸克是什么

目前已知有六種夸克:上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、頂夸克和底夸克 ??淇宋镔|(zhì)僅僅是最直接的解釋 。上夸克的質(zhì)量最小,頂夸克的質(zhì)量最大,下夸克的質(zhì)量大約是上夸克的兩倍 。“,我們已經(jīng)能夠做的是,量化這種情況下需要的是什么 。量子色動力學是描述夸克物理性質(zhì)的理論 。
夸克是什么物質(zhì)組成的?

宇宙中最小的物質(zhì)是什么,夸克是什么


【宇宙中最小的物質(zhì)是什么,夸克是什么】物質(zhì)都由原子組成,原子則由原子核以及繞核運行的電子組成,原子核又由質(zhì)子和中子組成(除氕原子核之外),而夸克就是組成質(zhì)子和中子的理論基本粒子 。雖然由于色禁閉,夸克從未被直接觀測到,但很多實驗都能間接表明它們的存在 。在粒子物理學中,引入夸克模型,非常符合實際觀測結(jié)果 。按照目前的認知,夸克是組成物質(zhì)的最基本單位 。
不過,按照弦理論,“能量弦”才是物質(zhì)的最基本單位,由于它們的振動和運動產(chǎn)生了我們所觀測到的基本粒子 。但弦理論還只是一種數(shù)學原理,缺乏實驗的證實 。下面,我們來簡單了解一下夸克 ??淇撕洼p子(如電子、μ介子、中微子及其反粒子)兩大類基本粒子組成了宇宙中所有可見的物質(zhì) ??淇耸桥c四大基本自然力(電磁力、引力、強核力和弱核力)都有相互作用的唯一基本粒子 。
這些粒子具有色禁閉的基本屬性——夸克都是以強子的形式出現(xiàn),無法被單獨分離出來 。量子色動力學是描述夸克物理性質(zhì)的理論 。就像其他亞原子粒子一樣,夸克可以用三個量子數(shù)來進行描述:自旋J、宇稱P和質(zhì)量m 。因為夸克無法單獨分離出來,所以必須通過觀測由它們組成的較大粒子來推斷其性質(zhì) 。目前已知有六種夸克:上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、頂夸克和底夸克 。
幾種夸克的質(zhì)量各不相同,它們的質(zhì)量一般用兆電子伏特除以光速的平方(MeV/c^2))來表示 。亞原子粒子是根據(jù)它們產(chǎn)生的能量而不是質(zhì)量來測量的 。上夸克的質(zhì)量最小,頂夸克的質(zhì)量最大,下夸克的質(zhì)量大約是上夸克的兩倍 。包括質(zhì)子和中子在內(nèi)的所有重子,全部都是由三個夸克組成 。例如,質(zhì)子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子由兩個下夸克和一個上夸克組成 。
科學家發(fā)現(xiàn)大量中子星中“夸克核”的依據(jù)是什么?
宇宙中最小的物質(zhì)是什么,夸克是什么


天體物理學家發(fā)現(xiàn)了一種名為夸克物質(zhì)的奇怪物質(zhì)的證據(jù),它位于致密星的核心 。研究人員結(jié)合最近的理論計算和中子星碰撞產(chǎn)生的引力波的測量結(jié)果,發(fā)現(xiàn)最大規(guī)模的中子星很可能有 "夸克核" 。在正常物質(zhì)中,被稱為夸克的基本粒子只存在于質(zhì)子和中子內(nèi)部 。但是,如果正常物質(zhì)受到極端溫度的影響,或者以非常高的密度聚集在一起,它就會 "融化 "在一起,讓夸克物質(zhì)在物質(zhì)內(nèi)部的任何地方自由地游蕩 。
這種奇特的新狀態(tài)被稱為夸克物質(zhì) 。人們認為,在宇宙大爆炸后的20微秒左右,一種叫做“夸克—膠子等離子體”的奇特物質(zhì)充斥著宇宙,其行為就像一種無比熾熱的液體,在冷卻后變成了今天充斥在宇宙中的常規(guī)物質(zhì) 。如今,你能找到夸克物質(zhì)的地方只有(短暫地)在大型強子對撞機的粒子碰撞中--也許還有中子星的核心 。當某些恒星死亡時,它們的核心會坍塌,成為黑洞或中子星 。
如果是后一種情況,這個新的天體會把比太陽質(zhì)量還大的天體“塞進”一個城市大小的空間里 。很顯然,這就產(chǎn)生了一些極端密度的物質(zhì),長期以來一直被理論化為夸克物質(zhì) 。在這項新研究中,來自赫爾辛基大學的研究人員現(xiàn)在宣稱,在一些中子星中已經(jīng)全部確認了“夸克核” 。特別是那些質(zhì)量最大的、質(zhì)量是太陽的2倍以上的中子星 。以前認為兩個太陽質(zhì)量是中子星的絕對上限--質(zhì)量再大一點,原始恒星就會坍塌成黑洞 。

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