
因此,有这些东西称为夸克。 (我知道,我希望他们有一个更好的名字,但我不负责命名物理学的东西。)夸克是小的小粒子(我们会稍微少一点地小一点),这是物质的基本构建基础。据我们所知,夸克本身不是由较小的东西制成的。随着我们的学习更多,这可能会在将来发生变化,但现在已经足够了。
有六种夸克,每种都有不同但同样古怪的名称:向上,下,上,底部,奇怪和魅力。尽管它的名称,但六句话的最奇怪实际上是顶级夸克。 [关于夸克的7个奇怪事实这是给出的
让我们深入挖掘。
颠倒世界
到目前为止,您会遇到的最常见的夸克是向上和向下。他们是将三胞胎捆绑在一起的人质子(两个起伏和一个)和中子(两个下降和一个向上)。为了形成质子的熟悉正电荷和中子的中性电荷,夸克需要分数电荷。我知道,这听起来很奇怪,但这仅仅是因为我们想法质子和电子的电荷是基本的。原来,我们错了。 Up Quark的费用为加三分之二,而Down Quark则坐在负三分之一。
夸克更令人困惑的是它们令人惊讶。 UP Quark仅是质子质量的0.2%,而其伴侣下降夸克仅约为质子质量的0.5%。那么,这些有效的颗粒如何加起来质量质量呢?
答案是将夸克结合在一起的力量:强大的核力量。夸克之间的这种约束力非常强烈 - 轻松击败了同样充满电的夸克的天然电击。从那以后能量与弥撒是同一回事(谢谢,爱因斯坦!),质子的质量确实是由于胶水,而不是夸克本身。
生活在顶部
并非所有的夸克都那么大。但是在粒子物理学的世界中,Big是坏消息。庞大就像是在高高的瘦山的顶部。当然,景色很棒,但是微风的任何暗示都会使您跌入更稳定的位置。稳定意味着很小 - 如果您是一个巨大的粒子,却是不稳定的,那么您很快就会发现自己变成了小表亲的淋浴。 [古怪物理:自然界中最酷的小颗粒这是给出的
这意味着生活只是上下夸克的桃红色。它们是最小的;因此,尽管他们没有美好的看法,但它们并没有从存在的悬崖上掉下来的任何危险。在自然界中,很少能发现第二大夸克,即奇怪而魅力。它们是如此的巨大,以至于很难制造,并且一旦通过一些异国情调的过程制造,它们就会迅速腐烂到其他东西,只留下不仅仅是记忆。
一段时间以来,物理学家认为只有这四个夸克 - 向上,下来,奇怪而魅力。但是在1970年代初,他们开始怀疑,否则检查了一些罕见的腐败koon(同样,我不负责命名事物。kaon是一个奇怪的夸克的二人组,是quark或下夸克)。为了解释产生这些kaons的怪异衰变,理论家不得不猜测一对新夸克的存在,它们将其称为顶部和底部。这些新的夸克比其他四个要重得多(否则我们现在会看到它们)。
一旦1977年,一旦Quark No. 5(底部)加入了已知和测量的粒子俱乐部,比赛就开始了第六和最后一场(顶部)。但是问题在于,没有人知道它有多大,这意味着我们不知道在我们弹出一个粒子加速器之前,我们不得不使粒子加速器变得更加强大。每年,世界各地的团体都会升级他们的装备,每年他们都短缺,将当时的众多粒子的质量推向了上升。
直到1995年2月才费米拉布的研究人员终于可以要求发现顶级夸克质量比质子重近200倍。没错:虽然上下夸克几乎没有做任何使质子成为质子的工作,但顶部的夸克很容易轻松地猛击整个原子。
输入希格斯
顶部的夸克比上夸克大约重100万亿倍。那很好。但为什么?为什么夸克在群众中具有如此巨大的范围?
这是希格斯玻色子进来。希格斯玻色子与一个领域相关联(希格斯字段,有点像电磁场),它渗透到整个时空,就像无形的胶水充满了宇宙。其他基本颗粒,例如电子,中微子和夸克,必须在该领域中游泳才能从一个地方到处。基本颗粒不能忽略希格斯领域的事实是(通过各种和杂物数学)它们具有质量的原因。
啊,一个线索。如果希格斯以某种方式连接到质量的概念,而顶部的夸克是最重的夸克,那么希格斯玻色子和顶级夸克必须是最好的朋友。
因此,多年来,顶级夸克成为了我们对希格斯的理解的一个门户,希望进一步研究希格斯本身,我们可以对神秘的大量顶级夸克获得一些观点。
保罗·萨特(Paul M. Sutter)是一个天体物理学家俄亥俄州立大学,主持人问一个太空人和太空收音机,以及你在宇宙中的位置。
最初出版现场科学。