夸克还能继续细分吗?量子力学告诉你微观世界的奥秘

学过中学物理的读者们想必对原子结构有一定的了解,但是中学课本涉及较浅,主要是为了普及科学常识。

以我们最熟悉的原子来说,它其实并不是最小的物质。因为它还可以继续细分成原子核和电子。按科学家的说法,目前只要能继续细分的物质都不属于基本粒子。基本粒子的定义顾名思义,如果一个粒子不能再细分,那么它就是组成物质的最小单位。

我们知道原子核中的质子和中子又都是由夸克构成。在目前看来,夸克不能再细分了,因为当今的科学技术还不足以观察到夸克以下的构成机制。科学家根据力的作用不同,又把基本粒子分成夸克,传播子和轻子。

至于这些基本粒子到底能有多么小?科学家也无能无力,因为科学仪器观察到微观世界的最小极限是某一特定尺度。也就是说,只能确定基本粒子顶多有多大,而不能确定它们到底能有多小。所以基本粒子们都有体积的最大上限!

既然不知道它们能有多小?那还搞不清它们能有多么重吗?

我们知道,微观粒子的运动基本上都处于高速状态,它们中某些的运动速度接近光速甚至等于光速。比如中微子和光子都是基本粒子,它们的运动速度极快,这个时候就要考虑相对论效应中的质量膨胀。

光子是极其稳定的,它一旦被激发出来,那么就必须以光速前进,除非被再次吸收,运动途中压根就停不下来。所以光子只有运动质量,没有静止质量,也就是说光子的静止质量为0。

这都不是事,还有的基本粒子更惨,根本就没有寿命,比如夸克。 当你读在这里或许就疑惑了,既然都没有寿命,那夸克还存在个毛线? 我们知道夸克分成上夸克,下夸克,奇夸克等六种类型夸克。

这些夸克们却都不能作为一个个体而单独存在着,它们只能报团取暖。也就是说你不能找到一个单独的上夸克或下夸克。因为夸克们只能会相互报团才能组成其他粒子,单独的个体夸克并不存在。而衔接它们的作用力正来源于胶子。

也就是说胶子可以牢牢地把一个上夸克和下夸克黏在一起。这样它们就可以组成一个质子喽。因为质子还可以细分为多种类型的夸克,那么它自然就不是基本粒子喽!