称心常识网夸克是什么
物理学中最核心的问题之一就是：物质的基本结构是什么？对于这个问题，不只有物理学家感兴趣。毛泽东在同杨振宁博士讨论时曾引用过《庄天下》中惠施的一句“一尺之棰，日取其半，万世不竭”尺长的木棒，每天截去它的半千秋万代也截不完——也就是说，物质是无限可分的。
其实人们很早就意识到所谓的物质基砖一一原子一一是可分的。而更底层的“基砖”则直指夸克(quark)。夸克被视为物质基本组分的任一种亚原子粒子，包括靠强力相互作用的全部粒子。夸克也有自身的质量和自旋。而在一些教科书明白地写着：“夸克没有明显的结构，即不可能分割为更小的组分，并且不单独存在。”（来源：大英百科）
那么，古老的谚语在今天的物理学里又能找到如何对应的答案？夸克这样的基本单位具体是如何构建物质的？夸克表又是张什么样的图表？夸克是否真正追近所谓“不”的极限，就无法细分下去了？博闻网接下来为怎答疑解惑。
泰勒通过实验首次证明了夸克的存在
我们知道，所有的物质都是由原子构成的。世界上存在数千种原子，但原子并普构成物质的最小单元，它的内部还有自己的结构。10^(-10)米大小的原子内部绝大部分是真空的，中心有极为致密的核，大小约10^(-15)米。电子绕着原子核运动，其量子式的运动曾困感了很多人。
物质的内部结构正如同俄罗斯套娃一样，打开一层，又出现下一个层次，同理地，原子核也有内部结构：它由质子（proton）和中子（neutron）经强力作用力结合在一起构成。
1947年以前，我们只认识质子、中子、电子、μ子等为数不多的几种粒子。人们认为这些粒子就是构成物质的最小单元。称其为“基本粒子”，此后，在宇宙线实验和粒子加速器实验中发现存在了大量其他粒子，如m、K、^、三、△等一百多种。这些粒子中有的寿命很短，产生后很快就蜕变为其他粒子，因此，随着时间的推移，只观测到越来越多的基本粒子人们不禁要问，后发现的这些粒子还是基本的吗？
1961年美国的候世达（ Douglas R. Hofstadter）用波长为德布罗意波长的电子轰击质子，结果发现质子并不是一个几何点，它有大小，半径为10^(-15)米，电荷就分布在这样一个小空间范围。中子也有大小。半径10^(-15)米。中子虽然电荷为零，但在10米范围内电荷密度有正有负。
到今天为止我们对物质的结构的认识
为了解释质子和中子的内部结构，1964年盖尔曼（ Murray Gell-mann）假定：前面所说的百多种“基本粒子”是由满足粒子物理标准模型中SU（3）对称的三种夸克：上夸克（up quark）、下夸克（ down clark）、奇异夸克（ strange quark）及其反粒子构成，其电荷分别为质子电荷的（2／3，-1／3，-1／3）。
夸克一词其实就是由盖尔曼自乔伊斯的小说《芬尼根守灵（ Finnegans wake）》中借来的书中诗句有云：“向集合首领迈克三呼夸克！（ Three quarks for Muster blark！）”据说，夸克在该书中具多重含义，其一便是一种海鸟的叫声。盖尔曼的命名不仅仅处于其出于其对鸟类的喜爱，更是因为这最契合他最初提出的奇特想法：“基本粒子不基本，基本电荷非整数”。他同时指出，这不过是对矫饰的科学语言的反抗，不如就当作一个笑话。
后来人们发现共有6种夸克：上夸克、下夸克，奇异夸克，粲夸克（ charm quark），顶李克（ top quark）和底夸克（ bottom quark）。后四种夸克高度不稳定：大多数物质是由前两种夸克组成的。我们通常只取这六种奇克的英文首字母，称作U、d、s、c、t和b。我们还用“味(flavor)”这个词来形象地区分6种不同的夸克。不同夸克除味不同外，其他物理参量的取值不同也有一些区别，比如质量，电荷，自旋，重子数，轻子数，同位旋量子数等。夸克有一个奇异的物理量：色量子数。每种味的夸克另有3种不同的颜色，由于夸克带电，每种夸克另外存在自己的反夸克，因此，总共存在6*3*2=36种夸克。
研究发现，这6种味的夸克可以分成三组：（u,d）（c,s）和（t,b）。三组夸克的性质几乎完全相同，主要区别是后一组夸克的质量各要比其前一组要高很多。我们用代（generation）这个词来区分这三组夸克。
夸克可以相互结合，构成强子；其中由两个夸克组成的强子叫做介子，由三个夸克组成的强子叫做重子。到今天已经发现的200多种介子或重子，他们都是夸克的束缚态。理论上还存在四个甚至更多个夸克所组成的束缚态。
1974年，物理学家印裔的帕提（Jogesh Pati）把巴裔的萨拉姆（Abdus Salam）猜测有一类叫“前子”的亚夸克粒子，它可以解释夸克和轻子出现的原因。1977年，萨拉姆还曾提议将亚夸克粒子命名为“毛子”以纪念毛泽东。可惜前子、毛子等理论并没有多大学术说服力，不太为学术界认可。
更有生命力的理论是著名的弦理论。其中的超弦理论认为，物质是由大小为10-34米的弦构成，弦的不同振动模式对应不同的粒子。弦理论还有一个重要的特点，叫做对偶：把物质无限细分并无意义，极小尺度的物理学同极大尺度下的物理学是完全一样的。
作者：Simon老师
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