夸克到底在什么地方呢

有人认为夸克像蹲监狱一样，被关在强子里面。强子就像一个口袋，夸克被关在里面，它可以在口袋里自由运动，但不允许离开口袋，要想把夸克从口袋里弄出来，必须提供极大的能量，但在目前还办不到。

尽管夸克还处在假设阶段，有些物理学家又开始考虑比夸克更下一层的粒子了。欧洲核子研究中心的德·罗杰拉已经为组成夸克的粒子起名为“格里克”。后来，人们提出了五花八门的亚夸克模型，起了各种各样的名称，如亚夸克、前夸克、前子或初子，还有叫奎斯、阿尔法的。1974年，美国物理学家帕堤和萨拉姆提出了这样的亚夸克模型：i味子：p、n、λ、x，自旋s=12；ii色子：r、y、g、l，自旋s=0。它们可构成夸克ur=（pr）、uy=（py）、ug=（pg）等。还有构成轻子：e=（nl）、yu=（xl）、u=（λl）等等。1977年，日本东京大学核物理研究所寺泽英纯教授在以上模型基础上，又提出了一种新的模型：夸克=味子+色子+代子，这些味子、色子和代子，均是自旋为12的亚夸克。不管提出的模型有多么不同，但都认为夸克还有下一个层次，所以，我国把亚夸克又称为“亚层子”。

夸克到底是个什么面貌？亚夸克是否真的存在？这些还都没有结论，正期待着人们去揭示它。

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夸克的作用是形成原子核的单位，较重的夸克会通过一个叫做粒子衰变的过程迅速变成上夸克或下夸克。粒子衰变可以把高质量态变成低质量态，所以夸克非常稳定。

夸克有许多不同的内禀特性，包括电荷、色电荷、自旋和质量。在标准模型中，夸克是唯一能承受所有四种基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有时被称为“基本力”。“夸克”这个词是盖尔曼从詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根的守灵之夜》“三个夸克换一个集合标记”中取的短语。这意味着一个质子中有三个夸克。

另外，夸克在本书中有很多含义，由两个上夸克和一个下夸克组成的质子中有一个是海鸟的叫声。他认为，这适合他当初“基本粒子不是基本的，基本电荷不是整数”的奇怪想法。同时，他也指出这只是一个笑话，是对自命不凡的科学语言的反叛。另外，可能是因为他对鸟类的热爱。

夸克这个概念，是由于最近25年来发现了7百多种不

同的亚原子粒子才产生出来的。确实，其中只有很少几种粒

子能够维持到十亿分之一秒才发生衰变，但是，仅仅存在着

这些粒子的事实本身，就够物理学家伤脑筋了。

为什么会有这么许多粒子，而且每一种粒子都与别种粒

子不相同呢？

事情会不会是这样：这些不同的粒子可能组成几个大家

族，并且每个家族内的许多粒子可能按照非常有规律的方式

彼此有些差异？要是这样的话，就只需要考虑到少数几个粒

子家族的存在，而无需把每一种粒子一一分别考虑了。这时，

在看来似乎杂乱无章的亚原子丛林里，就会建之起某种秩序

来了。

1961年，美国物理学家盖尔曼和以色列物理学家尼

门分别研究出一种把粒子归入这样一些家族的办法。盖尔曼

甚至还提出，有一个粒子族应该包括一种他称之为负ω粒子

的东西——这是一种具有非常奇特的、极不寻常的性质的粒

子，但人们从来没有碰到过它。不过，物理学家只要知道它

按照假设应该会有什么样的性质，他们就知道该怎样去寻找

它了。结果，他们在1964年发现了这种粒子，并且发现

它的性质正好与盖尔曼对它的描绘一模一样。

盖尔曼在研究他那些粒子家族时想到，说不定所有各种

不同的亚原子粒子会是由很少几种更为简单的粒子结合而成

的。如果真是这样，那可就会把我们对宇宙的看法大大简化。

在他看来，只要假定存在着三种不同的、具有特定性质的亚

原子粒子，就可以按不同的方式把它们组合起来，得出已知

的所有各种亚原子粒子。

由于要用三个这种假设的粒子结合起来，才能构成一个

已知的粒子，盖尔曼就想起了作家乔伊斯的《芬尼根斯·韦

克》中的一句话（作者为耍弄文学技巧，故意在这本书中玩

文字游戏）：“三个夸克才顶得上一个马克。”因此，盖尔

曼就把这些假设中的粒子命名为“夸克”。

夸克的二个令人惊奇之处，就是它们应该带有非整数电

荷。所有已知的电荷不外以下几种情况：或者等于电子的电

荷（－1），或者等于质子的电荷（十1），再不然，就是

正好等于这两种电荷的若干倍。但是，p夸克的电荷只有

＋2／3，n夸克和λ夸克的电荷只有－1／3。这样，一

个质子将由一个n夸克和两个p夸克构成，一个中子则由两

个n夸克和一个p夸克构成，余者依此类推。

但是，夸克是真的存在呢，还是仅仅是一种数学上的臆

想？

为了让你明白我的意思，请你考虑一张五角的钞票。一

张五角的钞票可以看作等于10个五分的硬币。但是，这仅

仅是一道算式呢，还是你真的有可能把这张五角的钞票撕成

十份，并且发现每一份都是一个实实在在的五分硬币？

自从盖尔曼第一次提出存在夸克粒子以来，物理学家就

一直千方百计想找到夸克存在的迹象，但却没有成功。

1969年，澳大利亚有人报道说，已经在宇宙线碰撞所产

生的粒子簇射中，找到了带非整数电荷的粒子的径迹。不过，

它的证据看起来非常玄，所以，大多数物理学家对这个报道

都持怀疑态度。

参考资料：

夸克是由超弦组成的,准确地说物质的最基本单位就是超弦超弦是目前理论上最基本的物质,它已经突破了点状粒子的局限

超弦理论认为物质的最基本单位不是点状的基本粒子,而是弦状（就好象一根像皮筋）的超弦,超弦虽然有无数根,但每一根都一样,而一样的超弦根据自身震动的频率的不同就组成了不同的粒子,不同的粒子再进一步层层组合,最终构成宏观的物质

用一个简单的比喻就可以说明超弦到底有多小,如果把一粒原子核放大到太阳那么大（太阳相当于130万个地球合起来那么大）,那么一根弦就只有地球上的一棵树那么大,可见超弦是多么的微小

弦理论告诉我们夸克里面还有个宇宙。我们就是生活再宇宙中的，而我们的世界有夸克，夸克里面有宇宙。我们的宇宙也属于上一级的夸克，它属于上上级的宇宙。个人认为这个宇宙指的是空间，我们生活的宇宙只是它其中的一部分

爱因斯坦在生命的最后30年里一直在寻找统一场论——一个能在单独的包罗万象的协和的数学框架下描写自然界所有力的理论。爱因斯坦这样做的动机不是我们常想的那些与科学研究紧密相关的东西，例如，为了解释这样或那样的已知现象或实验数据。

实际上，驱使他的是一种关于自然界基本规律内在美的信念：对宇宙的最深刻认识将揭示它的最真实秘密，那就是，它所依赖的原理是简单而有力的。爱因斯坦渴望以前人从未成功达到过的清晰来揭示宇宙活动的奥秘，由此而展示的自然界的动人美丽和优雅，将让每一个第一次知道的人产生有生以来最强烈的敬畏、惊讶和震撼。

弦理论或者超弦理论是那些象量子和夸克等等已经溶入大众词典的诸多新科学专用词汇之一，但它们却很少能被人解释清楚。即使会议的参加者也会告诉你，超弦理论，象许多新兴科学和研究领域一样，涉及了许多高前沿的数学领域，并不是很容易能把握的。超弦理论到底是什么呢？简单说来，我们可以这样来定义超弦理论：(1)超弦理论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论；(2)超弦理论认为弦是物质组成的最基本单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态；(3)超弦理论第一次将二十世纪的两大基础理论-广义相对论和量子力学-结合到一个数学上自冾的框架里；(4)超弦理论有可能解决一些长期困绕物理学家的世纪难题如黑洞的本质和宇宙的起源。(5)超弦理论的实验证实将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。

首先，我们发现，弦理论描述自然界的活动还真有几分科学幻想的成份。举例来说、弦理论描述的世界并不是我们肉眼所看到的三维空间和一维时间。合理的解释是那些额外的空间维数没有被观测到是因为它们很小很小。要理解弦理论的高维属性并不困难。(参见《宇宙的琴弦》P 180-181)

在弦理论中就有许多这样极小的额外空间维数，因此，微观世界并不象我们普遍感觉到的世界那么简单。在宏观尺度上，弦理论也可能用来解释宇宙大爆炸的开始和黑洞内部的行为，而这些问题是以前的物理理论包括爱因斯坦的广义相对论都失效的地方。现在发展的弦理论是有关时间和空间的量子理论，因此理论看起来也就显得非常非常的奇怪。

弦理论的一个基本观点就是自然界的基本单元不是象电子、光子、中微子和夸克等等这样的粒子，这些看起来象粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，闭弦的不同振动和运动就给出这些不同的基本粒子。因此弦理论从一些非常基本和简单的单元就能得到宇宙的无穷变化和复杂性。在弦理论中，人们自然地可以得到规范对称性、超对称性和引力，而这些原理在原有的标准模型中或者是强加进去的或者是与量子理论相冲突的，在弦理论中它们都协和地统一起来了，并且是彼此需要、独一无二的。

夸克的作用是形成原子核的单位，较重的夸克会通过一个叫做粒子衰变的过程迅速变成上夸克或下夸克。粒子衰变可以把高质量态变成低质量态，所以夸克非常稳定。

夸克有许多不同的内禀特性，包括电荷、色电荷、自旋和质量。在标准模型中，夸克是唯一能承受所有四种基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有时被称为“基本力”。“夸克”这个词是盖尔曼从詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根的守灵之夜》“三个夸克换一个集合标记”中取的短语。这意味着一个质子中有三个夸克。

另外，夸克在本书中有很多含义，由两个上夸克和一个下夸克组成的质子中有一个是海鸟的叫声。他认为，这适合他当初“基本粒子不是基本的，基本电荷不是整数”的奇怪想法。同时，他也指出这只是一个笑话，是对自命不凡的科学语言的反叛。另外，可能是因为他对鸟类的热爱。

夸克的作用是形成原子核的单位，较重的夸克会通过一个叫做粒子衰变的过程迅速变成上夸克或下夸克。粒子衰变可以把高质量态变成低质量态，所以夸克非常稳定。

夸克有许多不同的内禀特性，包括电荷、色电荷、自旋和质量。在标准模型中，夸克是唯一能承受所有四种基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有时被称为“基本力”。“夸克”这个词是盖尔曼从詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根的守灵之夜》“三个夸克换一个集合标记”中取的短语。这意味着一个质子中有三个夸克。

另外，夸克在本书中有很多含义，由两个上夸克和一个下夸克组成的质子中有一个是海鸟的叫声。他认为，这适合他当初“基本粒子不是基本的，基本电荷不是整数”的奇怪想法。同时，他也指出这只是一个笑话，是对自命不凡的科学语言的反叛。另外，可能是因为他对鸟类的热爱。

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