微觀世界最小粒子是什么

微觀世界最小粒子是什么

　　微觀世界中的最小微粒是什么?目前科學(xué)界研究的結(jié)果是夸克，那夸克又是什么呢?為什么它命名為夸克呢?我們一起來(lái)看一看。

　　微觀世界最小粒子——夸克

　　夸克一詞是蓋爾曼取自詹姆斯·喬埃斯的小說(shuō)《芬尼根徹夜祭》的詞句“為馬克檢閱者王，三聲夸克(Three quarks for Muster Mark)”。夸克在該書中具有多種含義，其中之一是一種海鳥的叫聲。他認(rèn)為，這適合他最初認(rèn)為“基本粒子不基本、基本電荷非整數(shù)”的奇特想法，同時(shí)他也指出這只是一個(gè)笑話，這是對(duì)矯飾的科學(xué)語(yǔ)言的反抗。另外，也可能是出于他對(duì)鳥類的喜愛(ài)。

　　夸克出現(xiàn)的原理

　　一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)反質(zhì)子在高能下碰撞，產(chǎn)生了一對(duì)幾乎自由的夸克。1964年，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——Quark組成的。它們具有分?jǐn)?shù)電荷，是基本電量的2/3或-1/3倍，自旋為1/2?？淇耸潜戎凶雍唾|(zhì)子更小的微粒。遵循“漸近自由”原理。

　　所有的中子都是由三個(gè)夸克組成的，反中子則是由三個(gè)相應(yīng)的反夸克組成的，比如質(zhì)子，中子。質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成，中子是由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。

　　夸克命名的由來(lái)

　　夸克蓋爾曼原本想用鴨的叫聲來(lái)命名夸克。開(kāi)始時(shí)他并不太確定自己這個(gè)新詞的實(shí)際拼法，直到他在詹姆斯·喬伊斯小說(shuō)《芬尼根守靈夜》里面找到“夸克”這個(gè)詞：

　　向麥克老大三呼夸克!

　　——《芬尼根守靈夜》，詹姆斯·喬伊斯

　　蓋爾曼在其著作《夸克與美洲豹》中，更詳細(xì)地述說(shuō)了夸克這個(gè)詞的由來(lái)：

　　在1963年，我把核子的基本構(gòu)成部份命名為“夸克”(quark)，我先有的是聲音，而沒(méi)有拼法，所以當(dāng)時(shí)也可以寫成“郭克”(kwork)。不久之后，在我偶爾翻閱詹姆斯·喬伊斯所著的《芬尼根守靈夜》時(shí)，我在“向麥克老大三呼夸克”這句中看到夸克這個(gè)詞。由于“夸克”(字面上意為海鷗的叫聲)很明顯是要跟“麥克”及其他這樣的詞押韻，所以我要找個(gè)借口讓它讀起來(lái)像“郭克”。但是書中代表的是酒館老板伊厄威克的夢(mèng)，詞源多是同時(shí)有好幾種。書中的詞很多時(shí)候是酒館點(diǎn)酒用的詞。所以我認(rèn)為或許“向麥克老大三呼夸克”源頭可能是“敬麥克老大三個(gè)夸脫”，那么我要它讀“郭克”也不是完全沒(méi)根據(jù)。再怎么樣，字句里的三跟自然中夸克的性質(zhì)完全不謀而合。

　　茨威格則用“埃斯”(Ace)來(lái)稱呼他所理論化的粒子，但是在夸克模型被廣泛接納時(shí)，蓋爾曼的用詞就變得很有名。很多中國(guó)物理學(xué)家則稱夸克為“層子”，在臺(tái)灣亦曾翻譯“虧子”，但并不普遍使用。

　　夸克的命名都是有原因的。上及下夸克被這樣叫，是源于同位旋的上及下分量，而它們確實(shí)各自帶有這樣一個(gè)量。奇夸克這個(gè)名字，是因?yàn)樗鼈兪窃谟钪嫔渚€的奇異粒子中被發(fā)現(xiàn)的，發(fā)現(xiàn)奇異粒子的時(shí)候還沒(méi)有夸克理論;它們被視為“奇異”，是因?yàn)樗鼈兊膲勖粚こ５亻L(zhǎng)。跟布約肯一起提出粲夸克的格拉肖說(shuō)過(guò)：“我們把它叫粲夸克，是因?yàn)樵跇?gòu)建它的過(guò)程中，見(jiàn)到它為亞原子世界所帶來(lái)的對(duì)稱，我們被這種美迷住了，對(duì)成果感到很滿意。”至于“頂”和“底”這兩個(gè)名字，哈拉里決定這樣做，是因?yàn)?ldquo;它們是上及下夸克邏輯上的伙伴”。在過(guò)往，底及頂夸克有時(shí)會(huì)分別被叫作“美”及“真”夸克，但這兩個(gè)名字現(xiàn)在已經(jīng)很少人會(huì)用。