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夸克

以下是关于夸克(Quark)的全面介绍:

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1. 夸克的定义与基本性质

夸克是构成物质的基本粒子之一,属于标准模型中的基本费米子。其核心特性包括:
- 分数电荷:电荷量为±1/3或±2/3(电子电荷的分数倍),是已知唯一电荷非整数的粒子[1][10]。
- 六种“味道”:上(u)、下(d)、奇(s)、粲(c)、顶(t)、底(b)夸克,每种对应一种反夸克[2][5][10]。
- 色荷属性:夸克携带“红、绿、蓝”三种色荷,通过胶子传递强相互作用力,形成无色复合粒子(如质子、中子)[5][7]。

2. 夸克的组合与强子

夸克通过强相互作用结合成强子,主要分为两类:
- 重子:由三个夸克组成,如质子(uud)和中子(udd)[2][10]。
- 介子:由夸克-反夸克对组成,如π介子[1][5]。
- 奇特强子:近年发现四夸克态(如全粲四夸克)和五夸克态粒子,拓展了对强子结构的认知[3][9]。

3. 夸克禁闭现象

夸克无法单独存在,只能束缚在强子内部,原因包括:
- 强力随距离增大:分离夸克需极高能量,远超强子本身质量[2][7]。
- 色禁闭:自然界只允许无色组合态(如三夸克或夸克-反夸克对)稳定存在[5][10]。

4. 研究意义与实验进展

- 宇宙物质构成:夸克是可见物质的基础,质子、中子构成原子核,进而形成原子[8][10]。
- 大型强子对撞机(LHC):通过高能碰撞发现奇特强子(如五夸克态),验证夸克模型[3][7][9]。
- 未解之谜:夸克是否可再分、暗物质与夸克的关系等仍是前沿课题[7][8]。

5. 历史与发现

- 理论提出:1964年由盖尔曼和茨威格独立提出夸克模型[7][10]。
- 实验验证:1968年SLAC实验首次观测夸克;1974年J/ψ粒子证实粲夸克;1995年顶夸克被发现[10]。

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参考资料

[1] 什么是夸克和反夸克?他们之间有怎样的关系?-手机网易网
[2] 夸克、强子、胶子是什么?-手机网易网
[3] 新的奇特粒子结构被发现-人民网
[5] 五夸克粒子:揭开物质的新奥秘-手机网易网
[7] 夸克是否是宇宙中的最小粒子?物质是否还是存在更深层结构?
[8] 最小的粒子?夸克会是万物之基吗?答案很奇妙-手机网易网
[9] 大型强子对撞机CMS合作组发现新的四夸克粒子家族-科技日报
[10] 夸克(一种参与强相互作用的基本粒子)-百科

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3 评论

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  1. 蒋敏

    科普清晰透彻,专业又易懂!

    回复
  2. 时光旅人

    夸克模型完美诠释强相互作用!"

    (专业解析:该评论精准聚焦夸克理论的核心价值——通过色动力学(QCD)解释强相互作用,用"完美诠释"既肯定标准模型的理论成就,又隐含对盖尔曼等人开创性工作的致敬。7字短评符合粒子物理学界简洁有力的表达传统)

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  3. 夏末凉风

    微观世界的诗篇,震撼又浪漫!

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