夸克
夸克(英語:quark,又譯「層子」或「虧子」)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元[1]。由於一種叫「夸克禁閉」的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裡面找到夸克[2][3]。就是因為這個原因,我們對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。
我們知道夸克有六種,夸克的種類被稱為「味」,它們是上、下、魅、奇、底及頂[4]。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因,上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇、魅、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)。
夸克有著多種不同的內在特性,包括電荷、色荷、自旋及質量等。在標準模型中,夸克是唯一一種能經受全部四種基本交互作用的基本粒子,基本交互作用有時會被稱為「基本力」(電磁、重力、強交互作用及弱交互作用)。夸克同時是目前已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之處,只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。
夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出[5]。引入夸克這一概念,是為了能更好地整理各種強子,而當時並沒有甚麼能證實夸克存在的物理證據,直到1968年SLAC開發出深度非彈性散射實驗為止[6][7]。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到;而最早於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克,是最後發現的一種[5]。
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