夸克模型查看源代码讨论查看历史
| 夸克模型 |
 |
夸克模型分别由默里·盖尔曼与乔治·茨威格于1964年独立地提出，夸克一词原指一种德国奶酪或海鸥的叫声。默里·盖尔曼当初提出这个模型时，并不企求能被物理学家承认，因而它就用了这个幽默的词。夸克模型是关于基本粒子或强子是由更基本的单元夸克所组成的设想。美国物理学家M. 盖尔曼认为强子由夸克组成。夸克有3种: 上夸克(u)、下夸克(d)、奇夸克( s)。3种夸克都有与之相对应的反夸克u、d、s。它们都有可观测的量子数: 夸克u、d、s的自旋数都是1/2,重子数都是1/3,电荷数分别为2/3、-1/3、-1/3,奇导数分别为0、0、1;反夸克u、d、s的自旋数与夸克相同,电荷数、重子数、奇异数则与夸克的符号相反。
简介
1928年，狄拉克将相对论引入量子力学，他建立的狄拉克方程预言:存在与电子具有严格相同的质量，但是电荷符号相反的正电子。对于物质结构的探索是科学的重要任务，自从有人类出现，这种探索从来没有停止过。在19世纪，人们逐渐弄清楚物质是由分子原子构成的。1932年查德威克发现了中子，人们认识到原子核应由质子和中子构成。人们对物质结构的研究就如剥笋一样层层盘剥下去，每一个层次的发现，都是对物质结构认识的深化。质子和中子不是点粒子，它们都具有内部结构。在20世纪30年代，理论物理学家认为作为核子的质子和中子是基该粒子，应该象点粒子，根据狄拉克的相对论性波动方程，质子的磁矩是一个单位核磁子，中子由于不带电，因而磁矩是零。但出乎意料的是，实验家斯特恩测得的质子磁矩却为5。6个单位核磁子，中子磁矩也不是零，而是-3。82个单位核磁子，与点粒子理论相悖。这些都清楚地说明质子、中子并不是我们想象的那样简单，它们可能是具有内部结构的。
评价
夸克也是一种费米子，即有自旋1/2。因为质子、中子的自旋为1/2，那么三个夸克，如果两个自旋向上，一个自旋向下，就可以组成自旋为1/2的质子、中子。J/ψ粒子实际上是由粲夸克和反粲夸克组成的夸克对。凡是由三个夸克组成的粒子称为重子， 重子和介子统称强子，因为它们都参与强相互作用，故有此名。原子核中质子间的电斥力十分强，可是原子核照样能够稳定存在，就是由于强相互作用力(核力)将核子们束缚住的。由夸克模型，夸克是带分数电荷的，每个夸克带+2/3e或-1/3e电荷(e为质子电荷单位)。现代粒子物理学认为，夸克共有6种，分别称为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克，它们组成了所有的强子，如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，则上夸克带 +2/3e电荷，下夸克带-1/3e电荷。上、下夸克的质量略微不同。中子的质量比质子的质量略大一点点，过去认为可能是由于中子、质子的带电量不同造成的，现在看来，这应归于下夸克质量比上夸克质量略大一点点。[1]