最新 是否有比夸克更小的粒子?科学家:目前还
发布时间:2019-10-25 14:11来源: 未知
夸克是所有肉体的基础组成单元,但似乎不克不及再继续豆割为更小的机关 新浪科技讯 北京年光10月25日消息,质子和中子是构成原子核的粒子,看起来宛若也曾充盈细小。但科学家体现,这些亚原子粒子实际上是由更小的粒子组成,他们将这些粒子喻为夸克。
“我认为最容易的说法是,夸克是物质的基本组成一小块,形成为了我们周围的一切,”理论物理学家杰弗里·韦斯特剖明道。韦斯特在美国洛斯阿拉莫斯国家试验室设立了高能物理研究小组,当初是圣塔菲研讨所的逊色传授。
与电子和别的轻子一样,夸克俨然不克不及再持续接洽为更小的结构。夸克是如此之小,以至于对付其大小的形貌听起来都令人难以置信。伦敦大学学院物理学传授乔恩·巴特沃斯(Jon Butterworth)解释道,夸克的半径大约是质子半径的2000倍,而质子的半径比一粒沙子小2.4万亿倍。
1964年初次提出
最早在1964年,加州理工学院的实际物理学家默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)初度提出了夸克模型。他是发展粒子物理学标准模型的环节人物之一,也是1969年诺贝尔物理学奖得主。盖尔曼指出,要想剖明质子与中子的实质,就必需假如它们由更小的粒子组成。与此同时,加州理工学院的另一位物理学家乔治·茨威格(George Zweig)也独立地提出了这个设法主意。
从1967年到1973年,在斯坦福直线放慢器焦点(现喻为SLAC国家加快器试验室)进行的实考据实了夸克的具备。正如韦斯特所讲明的,夸克的一个奇怪之处在于,它们可以被观察到,但不能被连系。“一个细微的判袂在于,”他说,“它们和电子一样但凡根底粒子,但对于电子,我们可以观察并结纳它们。你可以指出某个电子的方向。对于夸克,你弗成能从原子核中取出一个放到桌子上,对它进行检验。”
操作宏壮的粒子减速器,科学家可以加速电子,并利用它们来探测原子核外部的述说。如果电子撞击到充实深的处所,就会使夸克离开,科学家即可以用极为粗糙的探测器来测量夸克。“我们重建了指标中组成质子和中子的根本单元,”韦斯特说。“你可以看到这些小点,咱们把它们称为夸克。”
夸克有六种类型
与质子对照,夸克只带有部分电荷。按照品格,夸克可以分为六品种型,即六种“味”,离别是上、下、粲、奇、底和顶。它们另有一种名为“色荷”的性子,用来描画强互相劝化如何把它们结合在一同。色荷由胶子随身带,胶子也是一种根柢粒子,禁受在两个夸克之间传送强相互作用,就像光子仔细在两个带电粒子之间传送电磁力异样。
美国堪萨斯大学的一个物理学研究小组打算运用大型强子对撞机(LHC)上的一个配备来研究夸克和胶子之间的强互相感化。大型强子对撞机是世界上最弱小的粒子放慢器,位于法国与瑞士之间一条27千米长的地道内。
“我们的设法是更好地明了质子与重离子——例如铅——的机关,并研讨一种叫做‘饱和(胶子外形)’的新景遇,”这项研究的向导者、堪萨斯大学物理学传授克里斯托夫·罗永(Christophe Royon)疏解道,“当两个质子或两个离子以极高的能量碰撞时,咱们可以很矫捷地探测到它们的子构造——夸克与胶子,从而探测到某些胶子密度变得颇为大的区域。”
“咱们可以类比纽约岑岭时段的地铁,此时地铁完全挤满了,”克里斯托夫补充道,“在这种情况下,胶子的举动不是单一的,而是可以表现出集体举止,就像拥堵的地铁同样,如果有人跌倒了,每小我都市感触到,因为人们离得很近。在某种程度上,质子或重离子可以表现得像一个固体,像一块玻璃,这类状态喻为‘色玻璃溶化态’。这是我们渴望在大型强子对撞机上看到的,也祈望在美国未来的电子-离子对撞机上能看到。”
如果能找到这种浓郁胶子肉体具备的证据,或许将回覆对付夸克最大的一个未解问题。“这是物质的一种新形状,”克里斯托夫说,“相对于论性重离子对撞机(RHIC)或大型强子对撞机曾经提供了一些示意,但全部都还不确定。这将是一个需要的创造,大型强子对撞机和电子-离子对撞机都是考查这一情景的抱负设施。”
科学家还想解答的另一个须要问题是,可否有比夸克更小的东西?“能否还存在另外一个档次?”韦斯特说,“咱们不晓得谜底。”(任天)