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第400章夸克星（第1页）

基本费米子被分成三代，每一代由两个轻子和两个夸克组成。

第一代有上及下夸克，第二代有奇及粲夸克，而第三代则有顶及底夸克。

过去所有搜寻第四代基本粒子的研究均以失败告终，又有有力的间接证据支持不会有超过三代。

代数较高的粒子，一般会有较大的质量及较低的稳定性，于是它们会通过弱相互作用，衰变成代数较低的粒子。

在自然中，只有第一代夸克（上及下）是常见的。

较重的夸克只能通过高能碰撞来生成（例如宇宙射线），而且它们很快就会衰变；然而，科学家们相信大爆炸后，第一秒的最早部份会存有重夸克，那时宇宙处于温度及密度极高的状态（夸克时期）。

重夸克的实验研究都在人工的环境下进行，例如粒子加速器。

同时拥有电荷、质量、色荷及味，夸克是唯一一种能经受现代物理全部四种相互作用的已知粒子，这四种作用为：电磁、引力、强相互作用及弱相互作用。

对于个别粒子的相互作用而言，除非是在极端的能量（普朗克能量）及距离尺度（普朗克距离）下，引力实在是小得微不足道。

然而，由于现时仍没有成功的量子引力理论，所以标准模型并不描述引力。

粒子加速器被李安再次启用，而这一次，李安将用他来揭开夸克的神秘面纱。

首先，是了解了夸克的自旋和弱相互作用。

自旋是基本粒子的一种内在特性，它的方向是一项重要的自由度。

在视像化时，有时它会被视为一沿着自己中轴转动的物体（所以名叫“自旋”

），但是由于科学家们认为基本粒子应是点粒子，所以上述这个看法有点儿误导。

自旋可以用矢量来代表，其长度可用约化普朗克常数?来量度。

量度夸克时，在任何轴上量度自旋的矢量分量，结果皆为+?2或??2；因此夸克是一种自旋1?2粒子。

沿某一轴（惯例上为z轴）上的旋转分量。

一般用上箭头↑来代表+1?2，下箭头↓来代表?1?2，然后在后加上味的符号。

例如，一自旋为+1?2的上夸克可被写成u↑。

夸克只能通过弱相互作用，由一种味转变成另一种味，弱相互作用是粒子物理学的四种基本相互作用之一。

任何上型的夸克（上、魅及顶夸克），都可以通过吸收或释放一w玻色子，而变成下型的夸克（下、奇及底夸克），反之亦然。

这种变味机制正是导致β衰变这种放射过程的原因，在β衰变中。

一中子（n）“分裂”

成一质子（p）、一电子（e?）及一反电中微子（νe）。

在β衰变发生时，中子（udd）内的一下夸克在释放一虚w?玻色子后，随即衰变成一上夸克，于是中子就变成了质子（uud）。

随后w?玻色子衰变成一电子及一反电中微子。

“夸克在粒子加速器之中高速运动，不过，貌似分离的不够彻彻底底，还残留着一些胶子啊！”

李安心里顿时就是一突。

在提及夸克质量时，需要用到两个词：一个是“净夸克质量”

，也就是夸克本身的质量；另一个是“组夸克质量”

。

也就是净夸克质量加上其周围胶子场的质量。

这两个质量的数值一般相差甚远。

一个强子中的大部份的质量，都属于把夸克束缚起来的胶子，而不是夸克本身。

尽管胶子的内在质量为零，它们拥有能量——更准确地。

应为量子色动力学束缚能（qcbe）——就是它为强子提供了这么多的质量。

例如，一个质子的质量约为938mevc2，其中三个价夸克大概只有11mevc2；其余大部份质量都可以归咎于胶子的qcbe。

标准模型假定所有基本粒子的质量，都是来自希格斯机制。

而这个机制跟希格斯玻色子有关系。

顶夸克有着很大的质量，一个顶夸克大约跟一个金原子核一样重（~171gevc2），而透过研究为什么顶夸克的质量那么大。

物理学家希望能找到更多有关于夸克，及其他基本粒子的质量来源。

胶子和夸克密切相关，了解夸克，又要动到胶子，这可谓是一环扣一环啊！

想到这里李安不由得暗骂，这个天王星人的科学家，真的就是给自己找麻烦啊！

分离胶子的技术，李安是有的，但是时间却是要用的比较长，毕竟，胶子的胶这个字，可不是随随便便乱说的。

胶子，是理论上预言的夸克之间的色su（3）对称性的规范场的量子，共八种，质量为零，自旋为媡，具有色量子数，被认为是传递夸克之间的强相互作用的粒子。

在1968年的电子对质子的深度非弹性散射实验中，就观察到可能存在有胶子的迹象。

实验表明，质子中有着点状的物质，然而，质子的能量，只有一半由带电的点状物质所携带，其他一半则由中性的、无电磁相互作用的组分所携带。

在夸克模型中，这些带电的点状物质被解释作夸克，中性的组分就是胶子。

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