网上有关“莱德曼的《上帝粒子》”话题很是火热，小编也是针对莱德曼的《上帝粒子》寻找了一些与之相关的一些信息进行分析 ，如果能碰巧解决你现在面临的问题
，希望能够帮助到您。

看似杂乱无章的世界，是不是可以归结为极少数的东西？不消说 ，用一个简单的理论，即全能的“超统一理论 ”来描述我们生活的宇宙的错综复杂性
，是每一个物理学家的梦想 。

然而，这谈何容易？伟大的爱因斯坦用他一生的大部分精力试图统一引力和电磁力 ，但没有结果
，最终他还是抱憾离去
。

尽管难以企及，寻求“统一
”的接力依旧还在传递。莱德曼就是这诸多孜孜以求者当中极为执著的一位 。在《上帝粒子》一书的开篇中 ，他有这样一段描述：

我是在布朗克斯长大的
，那时我经常一连几个小时地看我哥哥摆弄化学药品。他是一个神童
。我情愿做所有的家务活，以便他允许我看他做实验。现在他在做一些新奇商品的买卖 ，出售的东西包括狂欢的软垫、升降机牌照或者印有流行字眼的T恤等 。这些T恤能够让人们用一句长度不超过胸宽的话总结出他们的世界观
。科学家的目标也不过如此。我的目标就是活到能看到所有的物理学定律都被还原为一个简洁优美的公式
，可以非常轻松地印到一件T恤的胸前 。

少年时代读过的一本书给莱德曼留下了极为深刻的印象
。10岁那年，莱德曼曾因为出麻疹而卧床不起 ，为了给他解闷 、鼓劲
，父亲给他买了一本爱因斯坦和英菲尔德合著的《相对论的故事》。书里讲的是科学上的侦探故事，每一个故事中都包括一个谜案
、几条线索和一个侦探 。侦探通过线索来解决这一谜案
。而数十年后莱德曼在《上帝粒子》一书中讲述的故事 ，则有两个谜案需要去解决，它们都跟粒子有关。

第一个就是人们苦苦追寻的由德谟克利特最早提出的不可见也不可分的物质粒子——“原子”
，它位于整个粒子物理学讨论的基础问题的核心 。人们已经为解决这个谜案奋斗了2500年，积累了上千条线索
。在《上帝粒子》的前几章中 ，莱德曼详细地回顾了前辈们所做的工作。他告诉我们
，有许多“现代 ”的思想，实际上早在16和17世纪 ，甚至在基督教产生之前几个世纪就已经出现了 。在《上帝粒子》的后几章中
，莱德曼又引导我们回到现在来追寻第二个、也许是更大的一个谜案，其主角便是他认为在指挥着宇宙交响曲的粒子。

在莱德曼生动流畅的笔触中 ，我们可以看到两位不同时代的科学家之间存在的天然的血缘关系
。其中一位是个16世纪的科学家
，他从比萨斜塔上将两个重物抛了下来；另一位是个当代的粒子物理学家（说的大概就是莱德曼自己吧？），他坐在寒风扫过的伊利诺伊平原上一间临时营房里 ，冻僵了手指
，还在检查从埋在封冻的地下 、价值5亿美元的加速器里流出来的数据。他们都问了相同的问题：什么是物质的基本结构？宇宙是怎样运行的？

在寻找这样一件终极T恤的过程中，人们付出了持续几个世纪的努力 ，并且取得了显著的进步 。例如，牛顿发现的万有引力
，可以解释好多看起来毫不相关的现象：潮汐、苹果落地
、行星运行和星系的形成
。牛顿的T恤上写着F=ma。再往后，法拉第和麦克斯韦揭开了电磁波谱的秘密 。电、磁 、阳光
、无线电波和x射线都是同一种力的表现
。1929年 ，劳伦斯建造了世界上第一台粒子回旋加速器
，打开了探索未知亚原子世界的大门……由此，物理学们家一步步地形成了对天地万物组成的基本认识。

如今 ，通过对多种粒子的研究
，我们已经建立了“标准模型”，可以把现实中的一切归结为大约12种粒子和4种作用力 。这个标准模型至今仍被证明是正确的 ，它将那些组成天地万物的所有基本微粒系统地分门别类
，形成了一张简单的列表，并阐明了微粒之间相互作用的规律
。

可是 ，在粒子物理学家眼中
，标准模型里仍有两种令人烦恼的缺陷。第一种与它的不完备性有关 。顶夸克直到1993年初仍没有找到（1995年宣布找到了）
。中微子中尚有一种（τ中微子）也没有被直接观测到，物理学家所需要的许多数字还没有获得精确值。例如 ，我们不知道中微子是否有静止质量 。我们需要知道CP对称性的破坏——物质的起源过程——是如何出现的。第二种缺陷则纯粹是美学上的，因为标准模型还没能达成数学的一致性
。

到底是什么东西在阻碍我们得到那件完美的T恤呢？

莱德曼“咬牙切齿
”地说：“宇宙中有一个无所不在的幽灵一样的大坏蛋
，正在阻止我们理解物质的真正本质，阻止我们获得终极的知识。”这个看不见的阻止我们了解真相的障碍叫希格斯场（HiggsField） 。它那阴冷的触角伸向宇宙的各个角落 ，而它的科学和哲学意义让物理学家起了一身鸡皮疙瘩
。希格斯场通过一种粒子来施展它的邪恶的魔力。这种粒子的名字就叫做希格斯玻色子（Higgsboson） 。寻找希格斯玻色子就是建造超级对撞机的主要原因之一
。

今天
，这种小得超乎想像的微粒已经处于当今物理学疆域的核心，它对于我们最终理解物质的结构举足轻重；而同时 ，它又是那样的难以琢磨
，所以莱德曼给它取了一个绰号：上帝粒子（GodParticle）。

不过，莱德曼原来取的名字是“该死的粒子 ”（GoddamnParticle）：“考虑到它那‘恶毒’的本性 ，再加上花在它身上的巨额资金
，我认为这个名字可能更加合适 。
”但出版商不干，于是变通一下就成了“上帝粒子”
。

其实这个名字也是非常合适的 ，因为这个“该死的粒子 ”是如此神秘
，与我们已知的任何东西都全然不同。如果希格斯玻色子真的存在（对此仍还有些疑问），并能识别出来 ，那就能回答一个长期以来只有哲学家和疯子才会提出的“傻
”问题：物质为什么会有质量？借用欧洲原子能委员会的发言人彼得·杰尼的说法：物理学家需要希格斯玻色子来解释一个对普通人来说不是问题的问题：万物皆有质量 。

为了实现那个雄心勃勃的“统一”目标，物理学家一直在跟某些抽象的物理和数学理论打交道
。这些理论有不少晦涩难懂的名称（如超弦、超对称性 、超引力等）。英国著名的理论物理学家霍金说过：“如果我们能找到一个答案
，我们将宣告人类理智的最后胜利，因为我们将懂得上帝的意图 。 ”

是的 ，在“上帝粒子
”的背后
，揭示了一个辉煌的
、令人目眩的世界。可很快我们便会察觉到，我们并没有得到所有的答案：电子、夸克和黑洞里面到底有什么呢？这些问题将牵引着我们继续探究下去
。 究竟什么才是构成宇宙的终极粒子？从哲学家德谟克利特由闻到烤面包的气味推导出“原子”存在的“思想实验 ”开始 ，无数的实验家和理论家为解开这一谜案已经苦苦奋斗了2000多年。在本书前几章中
，当代最伟大的粒子物理学家之一 、1988年诺贝尔物理学奖得主莱德曼用幽默生动的语言，引领我们穿越历史的长河 ，对人类探寻宇宙终极粒子的发现之旅作了简要回顾 。从中我们将会看到科学前辈们是如何通过一个一个的“尤里卡时刻
”
，将这一难题一步一步推进到揭开宇宙最后之谜的关键——上帝粒子
。

“上帝粒子”是利昂·莱德曼对希格斯玻色子的别称。这种粒子是物理学家们从理论上假定存在的一种基本粒子，目前已成为整个粒子物理学界研究的中心 ，利昂·莱德曼更形象地将其称为“指挥着宇宙交响曲的粒子 ” 。通过莱德曼妙趣横生的讲述
，我们不但能够清楚地了解到现代物理学家们是如何寻找基本粒子的，读到现代物理学史上的许多趣闻轶事 ，还能对标准模型
、大型一理论、超弦和暗物质等当代物理学前沿问题有更为深刻的理解，其中也包括“为什么所有的物质都有质量”这一更为基本的问题
。

夸克是什么组成的

2012年7月
，物理学领域有了一个重大的发现，物理学家们终于解开了困扰他们40多年的谜团。当每个人都兴奋地握手庆祝时 ，一个老人哭了
，这个人就是彼得?希格斯 。他对一个新的基本粒子的预测，即标准物理模型中对基本粒子家族的必要补充 ，最终被证明是正确的
。

希格斯玻色子的发现尤其令人期待
，因为它被吹捧为“上帝粒子
”。但是为什么它有这么一个耸人听闻的昵称呢？

如果说社交媒体教会了我们什么的话，那就是一个文化中的想法会以指数速度传播 ，但误解也是如此 。不了解来龙去脉
，就连喜剧也似乎变成悲剧
。难道上帝粒子的发现最终证明了上帝确实存在？

你在与物理学家交谈时说出 “上帝粒子”这个词时，如果他或她一脸苦相地反驳的话 ，不要感到惊讶。令物理学家懊恼的是
，这个词现在已经不可避免地与粒子纠缠在一起了 。对物理学家来说，这是一种不必要的夸张。彼得?希格斯更愿意把它称为物理学最想要的粒子
。但是为什么我们如此迫切地想要找到它？

标准模型中的基本粒子可以分为费米子和玻色子。费米子是构成物质的粒子 ，而玻色子则是传递物质之间作用力的粒子 。在20世纪50年代末期，科学家证实物质和辐射可以同时表现出粒子和波的行为
。这被称为波粒二象性。

因此
，每个粒子都与一个相应的场或粒子所“携带 ”的扰动相关联 。

例如，两个磁体之间的排斥和吸引力是电磁力 ，但你可能不知道这个磁场是由光子携带的
，它的粒子模拟物
。虽然我们可以从磁体的运动中探测到磁场，但对携带它的粒子却不能这样说。这是因为力量粒子或玻色子是无形的或虚拟的 。

标准模型描述了自然界四种基本力中的三种
。按照力量顺序 ，他们可以列为
，结合原子核并由胶子携带的强场，最常见的 ，由电子承载的电磁场
，和致使β衰变及核聚变反应，由W和Z粒子携带的弱场。

一个叫做引力子的假想粒子被认为携带着引力 ，这是第四种基本力
，但是每一次尝试将其合并到模型中并完成这个谜题时，结果都失败了 。对于物理学家来说 ，无法将一切都包含在一个整体中一直是挫败感的来源
。

物理学家渴望确定性，他们希望能够有预测的能力
，并见证事件慢慢明朗。标准模型允许我们描述原子核千分之一大小的粒子的行为，但他们仍然不满意 。

在这些力量中 ，存在着明显的不对称。电磁学的范围是无限的
，但弱相互作用力的范围不是
。物理学家认为存在一种对称性，有一种比所有四种基本力更基础的力。他们认为这四种力量是从单一河流中分裂出来的一个三角洲的溪流 。因此 ，所有不同的力量都是一种力量的表现
，它是大爆炸后出现的第一个力量
。

虽然引力目前不予考虑，但我们希望能达到对称性 ，或者说把剩下的三种力合并成一个我们称之为大统一力（GUF）的力。然而
，这样的对称性只能在巨大的能量或大统一能量中见证，大统一能量是宇宙大爆炸后产生的一种能量 。

为了探测GUF ，我们需要一个像太阳系一样大的粒子加速器！所以
，物理学家认为他们至少能做的就是把电磁力和弱力结合成“电弱力
”
。他们希望，在随后的几年里开发出来的粒子加速器能够强大到足以探测到“电弱力”。

弱力没有像电磁力那样到处分散的原因是 ，弱力粒子与光子不同，它们很大 。因为它们的质量使它们停滞不前
，所以不会到处窜动
。在60年代末，史蒂文?温伯格成功地将这两种理论结合起来 ，创造了电弱理论。他首次预测了W 、Z粒子
，并计算了它们的质量 。16年后，欧洲原子核研究组织（CERN）成功地探测到它们并发现它们的质量大约是一个质子的100倍 ，这与温伯格最初预测的差距不太大
。

弱力粒子的发现是历史性的
，但我们的研究还没有完成。只有能够解释是什么导致了不对称，是什么导致了大量的力粒子才能建立一个完整的电弱理论框架 。

彼得?希格斯提出了一个新的基本力场的存在 ，这是一种相互作用
，它会在弱场粒子中注入质量。无处不在的力场最终被称为希格斯场，与它相关的粒子被称为希格斯玻色子
。希格斯认为W和Z粒子会干扰这个场并产生质量 ，而光子会以不同的方式快速地穿过
，不会产生任何质量。

令人惊讶的是，希格斯场不仅导致产生力粒子的质量 ，还会产生物质粒子 。虽然物质扰乱希格斯场的机制不同，但这意味着如果没有希格斯场
，就没有质量，没有质量 ，质子就没有对抗运动
，不会停止，聚集和形成物质 ，而是以光速穿过空间
。没有它
，我们就不会存在。所以，希格斯玻色子的发现确实非常重要 。

然而 ，如果没有证据
，一个理论就是推测
。希格斯玻色子是出了名的难以捉摸，探测希格斯场所需的能量比一般加速器所能提供的能量大得多。此外 ，更大的能量会带来更大的风险和成本 。没有人能保证更大的加速器就会探测到它
。如果所有的努力
，高昂的费用和不可挽回的时间最终发现都毫无价值，那该怎么办？

二十年过去了 ，物理学家们仍然一无所知。1993年，美国物理学家Leon Lederman和Dick Teresi写了一篇文章《上帝粒子：如果宇宙是答案
，那问题是什么？》 。有趣的是，最初的标题是《这令人讨厌的粒子》（The Goddamn Particle） ，反映了物理学家在近20年里无法找到它的巨大挫败感
。然而
，出版商不同意，之后作者把单词删减成“上帝 ”。结果这个名字就粘在上面了 。就像一个有责任心的寄生虫 ，似乎不会很快离开。

误释被曲解了
，阴谋也随之而来
。2005年大型强子对撞机（LHC）开始开发时，扑朔迷离的阴谋正四处流传。一些人认为物理学家打开了通往地狱的大门 。

物理学家通过研究在高速粒子碰撞中分散的碎片 ，发现了新的
、更小的基本粒子
。这类似于通过检查电视机从建筑物顶部扔下来摔成的碎片来研究其内部结构。2012年
，人类有史以来建造的最强大的粒子加速器LHC，以接近光速的速度碰撞质子 ，最终发现了长久以来寻找的希格斯玻色子
，原来它隐藏在内部 。

希格斯场的发现仅仅是个开始
。我们推测，这个场的许多“版本
”最终将不仅仅是对称建立 ，而是所谓的超对称，它是一个扩展的标准模型
，有望填补剩余的空白。这也包括暗物质的构成，暗物质目前似乎比希格斯场更难以理解 。

不管是不是上帝粒子 ，这个发现是开创性的
，也许是我们短暂历史上最重要的发现之一
。我们的祖先带着棍子出发，但最重要的是 ，带着好奇心
，沿着潮湿的砾石，追踪水斑找到溪流 ，爬过一个个悬崖
，跟着溪流发现池塘，我们现在已经艰难地追踪到这四大河流。

在这段时间里 ，我们已经锻造了一些工具
，正如英国科幻作家Arthur Clarke所说，它们与魔法别无二致 。很快 ，我们就会沿着河流到达最终的“大河”，把我们的木棍固定在它旁边的地面上
，回顾我们史诗般的朝圣之旅
。然后我们就可以停止好奇“如何做 ”，而开始思考“为什么
”。

请问在物理中用现在的仪器发现最小的物质是什么?

夸克已经是最小的组成了 ，夸克是一种参与强相互作用的基本粒子
，也是构成物质的基本单元 。

夸克互相结合，形成一种复合粒子 ，叫强子。强子中最稳定的是质子和中子
，它们是构成原子核的单元
。

由于一种叫“夸克禁闭”的现象，夸克不能够直接被观测到 ，或是被分离出来
，只能够在强子里面找到。基于这个原因，我们对夸克的所知大都是间接的来自对强子的观测 。

扩展资料

特性：

夸克有着多种不同的内在特性 ，包括电荷、色荷 、自旋及质量等
。在粒子物理的标准模型中
，夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用（电磁、引力
、强相互作用及弱相互作用）的基本粒子。另外，夸克也是现在已知唯一一种基本电荷为非整数的粒子 。

夸克的每一种味都有一种对应的反粒子 ，叫反夸克，它跟夸克的不同之处只在于它的一些特性跟夸克大小一样但符号不同
。

由夸克构成的强子根据其自旋可以分为重子（自旋为半奇数）和介子（自旋为整数）。所有的重子
，比如质子和中子，都是由三个夸克组成的（反重子则是由三个反夸克组成的） 。质子由两个上夸克和一个下夸克组成 ，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成
。而所有的介子都是由一对正–反夸克构成。

百度百科-夸克

的确是现知的最小粒子

美国麻省理工学院(MIT)的杰罗姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德尔(Henry kendall)和斯坦福直线加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor)
，因1967年至1973年期间在斯坦福(Stanford)利用当时最先进的二公里电子直线加速器就电子对质子和中子的深度非弹性散射所做的一系列开创性的实验工作而荣获1990年诺贝尔物理奖．这说明，人们在科学上最终承认了夸克的存在．

加拿大人泰勒于1950年获得理学学士学位 ，1652年获得硕士学位
，1962年在斯坦福获得博士学位，1968年成为斯坦福直线加速器中心的副教授 ，1970年提升为教授．美国人弗里德曼于1950年在芝加哥大学获得学士学位
，1953年获得硕士学位，1956年获得博士学位 ，1960年他以副教授的身份来到麻省理工学院
，1967年升为教授，1983—1988年任该院物理系主任．美国人肯德尔于1950年从阿姆海斯特学院获得学士学位 ，1954年在麻省理工学院获物理学博士学位，两年后任斯坦福的副教授
，1967年在麻省理工学院任教授．

斯坦福直线加速器中心所做的实验与卢瑟福(E·Rutherford)所做的验证原子核式模型的实验类似．正象卢瑟福由于大量α粒子的大角度散射现象的观察，预言原子中有核存在一样 ，斯坦福直线加速器中心由前所未料的大量电子的大角度散射现象
，证实核子结构中有点状组分，这种组分现在被理解为夸克．

盖尔曼(M·Gell—Mann)于1964年己预言过夸克的存在 ，与此同时
，加利福尼亚理工学院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也独立地提出了这一预言．在斯坦福直线加速器中心——麻省理工学院所做的实验之前，没有人能拿出令人信服的动力学实验来证实质子和中子中有夸克存在．事实上 ，在那段时期理论学家对强子理论中夸克所扮演的角色还不清楚．正如乔尔斯考格(C·Jarlskog)在诺贝尔颁奖仪式上向瑞典国王介绍获奖者时所说的那样
，“夸克假说不是当时唯一的假说．例如有一个叫‘核民主’的模型，认为没有任何粒子可以被叫做基本单元 ，所有粒子是同等基本的
，是相互构成的． ”

1962年斯坦福开始建造大的直线加速器，它的能量为10—20GeV ，经过一系列改进后，能量可达到50GeV．两年后
，斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基(W·Panofsky)得到几个年轻物理学家的支持，这些人在他担任斯坦福高能物理实验室主任时和他共过事 ，泰勒就是其中一员
，并担任了一个实验小组的领导．不久弗里德曼和肯德尔也加入进来，他俩那时是麻省理工学院的教师 ，他们一直在5GeV的剑桥电子加速器上做电子散射实验
，这个加速器是一个回旋加速器，它的容量有限．但是在斯坦福将有20GeV的加速器 ，它可以产生“绝对强
”的射线束 、高的电流密度和外部射线束．加利福尼亚理工学院的一个小组也加入合作
，他们的主要工作是比较电子——质子散射和正电子——质子散射．这佯，来自斯坦福直线加速器中心
、麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的科学家组成了一支庞大的研究队伍(这支队伍称作A组)．他们决定建造两个能谱仪 ，一个是8GeV的大接受度能谱仪
，另一个是20GeV的小接受度能谱仪．新设计的能谱仪和早期的能谱仪不同的地方是它们在水平方向用了直线一点聚焦，而不是旧设备的逐点聚焦．这种新设计能够让散射角在水平方向散开 ，而动量在垂直方向散开．动量的测量可以达到0.1％，散射角的精度可以达到0.3毫弧度．

在那时
，物理学的主流认为质子没有点状结构，所以他们预料散射截面将随着q2的增加迅速减小(q是传递给核子的四维动量)．换句话说 ，他们预想大角度散射将会很少
，而实验结果出乎意料的大．在实验中，他们使用了各种理论假设来估算计数率 ，这些假设中没有一个包括组元粒子．其中一个假设使用了弹性散射中观察到的结构函数
，但实验结果和理论计算相差一个到两个数量级．这是一个惊人的发现，人们不知道它意味着什么．世界上没有人(包括夸克的发明人和整个理论界)具体而确切地说：“你们去找夸克 ，我相信它们在核子里．”在这种情况下
，斯坦福直线加速器中心的理论家比约肯(J·Biorken)提出了标定无关性的思想．当他还是斯坦福的研究生时，就和汉德(L·Hand)一起完成了非弹性散射运动学的研究．当比约肯1965年2月回到斯坦福时 ，由于环境的影响
，自然又做起有关电子的课题．他记起1961年在斯坦福学术报告会上听斯格夫(L·Schiff)说过，非弹性散射是研究质子中瞬时电荷分布的方法 ，这个理论说明了电子非弹性散射怎样给出原子核中中子和质子的动量分布．当时，盖尔曼把流代数引进场论
，抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系．阿德勒(S·Adler)用定域流代数导出了中微子反应的求和规则．比约肯花了两年时间用流代数研究高能电子和中微子散射，以便算出结构函数对整个求和规则的积分 ，并找出结构函数的形状和大小．结构函数W1和W2一般来说是两个变量的函数．这两个变量是四维动量转移的平方q2和能量转移v
，比约肯则认为，结构函数W2仅仅依赖于这些变量的无因次比率ω=2Mv/q2(M表示质子质量) ，即vW2=F(ω)
，这就是比约肯标度无关性．在得出标度无关性时，他用了许多并行的方法 ，其中最具有思辩性的是点状结构．流代数的求和规则暗示了点状结构
，但并不是非要求点状结构不可．然而比约肯根据这种暗示，结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念 ，自然地得出了结构函数标定无关性．

标定无关性提出后
，很多人不相信．正如弗里德曼所说：“这些观点提出来了，我们并不完全确认．他是一个年青人 ，我们感到他的想法是惊人的．我们预料看不到点状结构，他说的只是一大堆废话． ”1967年末和1968年初
，关于深度非弹性散射的实验数据已开始积累．当肯德尔把崭新的数据分析拿给比约肯看了以后，比约肯建议用标度无关变量ω来分析这些数据．按照旧方法描出的图 ，肯德尔说：“数据很散
，就象鸡的爪印一样布满坐标纸．按比约肯的方法(vW2对ω)处理数据时，它们就用一种强有力的方式集中起来．我记起当时巴尔末发现他的经验关系时的感受——氢光谱的波长被绝对精确的拟合．”1968年8月 ，在第十四届国际高能物理会上
，弗里德曼报告了第一个结果，潘诺夫斯基作为大会的领导很犹豫地提出了核子点状结构的可能性．

当从20GeV的能谱仪收集到6°和10°散射的数据后 ，A组就着手用8GeV能谱仪做18°、26°和34°的散射．根据这些数据发现第二个结构函数W1也是单一变量ω的函数
，也就是说遵守比约肯标度无关性．所有这些分析结果，直到今天仍然是正确的 ，即使经过更精确的辐射修正
，其结果的差异也不大于1％．从1970年开始，实验者们用中子作了类似的散射实验 ，在这些实验中，他们交替用氢(质子)和氘(中子)各做一个小时的测量以减小系统误差．

早在1968年
，加利福尼亚理工学院的R·费因曼已经想到强子是由更小的“部分子
”组成的．同年8月他访问斯坦福直线加速器中心时，看到了非弹性散射的数据和比约肯标度无关性．费因曼认为部分子在高能相对论核

也就是说结构函数与部分子的动量分布是相关的．这是一个简单的动力学模型 ，又是比约肯观点的另一种说法．费因曼的工作大大刺激了理论工作
，几种新的理论出现了．在凯兰(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋紧密相关后，斯坦福直线加速器中心—麻省理工学院

尔曼对夸克的要求 ，从而淘汰了其它的假设．中子的数据分析清楚地显示出中子产额不同于质子产额
，这也进一步否定了其它的理论假设．

一年以后，在欧洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非弹性散射 ，对斯坦福直线加速器中心的实验结果做了有力的扩展．为了考虑夸克之间的电磁相互作用和中微子之间弱流相互作用的区别
，把斯坦福直线加速器中心对

与斯坦福直线加速器中心的数据完全符合．后来的μ子深度非弹性散射 、电子—正电子碰撞
、质子—反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克—夸克相互作用．所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构．

物理学界接受夸克用了好几年的时间，这主要是由于夸克的点状结构与它们在强子中的强约束的矛盾．正象乔尔斯考格在诺贝尔颁奖仪式上所说的那样 ，夸克理论不能完全唯一地解释实验结果
，获得诺贝尔奖的实验表明质子还包含有电中性的结构，不久发现这就是“胶子”．在质子和其它粒子中胶子把夸克胶合在一起．1973年格洛斯 、威耳茨克(F·Wilczek)和鲍里泽尔(H·D·Politzer)独立地发现了非阿贝尔规范场的渐近自由理论．这种理论认为 ，如果夸克之间的相互作用是由色规范胶子引起的，夸克之间的耦合在短距离内呈对数减弱．这个理论(后来被叫做量子色动力学)很容易地解释了斯坦福直线加速器中心的所有实验结果．另外
，渐近自由的反面，远距离耦合强度的增加(叫红外奴役)说明了夸克禁闭的机制．夸克之父 ，盖尔曼1972年在第十六届国际高能物理会议上说：“理论上并不要求夸克在实验室中是真正可测的
，在这一点上象磁单极子那样，它们可以在想象中存在． ”总之 ，斯坦福直线加速器中心的电子非弹性散射实验显示了夸克的点状行为
，它是量子色动力学的实验基础．

夸克

quark

20世纪60年代，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子
、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克(quark)组成的 ，很多中国物理学家称其为“层子
” 。它们具有分数电荷
，是电子电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2.夸克一词是盖尔曼取自J·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“为马克检阅者王 ，三声夸克”．夸克在该书中具有多种含义
，其中之一是一种海鸟的叫声．他认为，这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数 ”的奇特想法 ，同时他也指出这只是一个笑话，这是对矫饰的科学语言的反抗．另外
，也可能是他喜欢鸟类的原因．

最初解释强相互作用粒子的理论需要三种夸克，叫做夸克的三种味 ，它们分别是上夸克(up,u) 、下夸克(down,d)和奇异夸克(strange,s)
。1974年发现了J/ψ粒子
，要求引入第四种夸克粲夸克(魅夸克)(charm,c)。1977年发现了Υ粒子，要求引入第五种夸克底夸克(bottom,b) 。1994年发现第六种夸克顶夸克(top,t) ，人们相信这是最后一种夸克。

夸克理论认为
，所有的重子都是由三个夸克组成的，反重子则是由三个相应的反夸克组成的
。比如质子(uud) ，中子(udd)。夸克理论还预言了存在一种由三个奇异夸克组成的粒子(sss)
，这种粒子于1964年在氢气泡室中观测到，叫做负ω粒子 。

夸克按其特性分为三代 ，如下表所示：

符号 中文名称 英文名称 电荷(e) 质量(GeV/c^2)

u 上夸克 up +2/3 0.004

d 下夸克 down -1/3 0.008

c 粲(魅)夸克 charm +2/3 1.5

s 奇夸克 strange -1/3 0.15

t 顶夸克 top +2/3 176

b 底夸克 bottom -1/3 4.7

在量子色动力学中
，夸克除了具有“味
”的特性外，还具有三种“色”的特性 ，分别是红
、绿和蓝
。这里“色 ”并非指夸克真的具有颜色，而是借“色
”这一词形象地比喻夸克本身的一种物理属性。量子色动力学认为
，一般物质是没有“色”的，组成重子的三种夸克的“颜色 ”分别为红、绿和蓝 ，因此叠加在一起就成了无色的 。因此计入6种味和3种色的属性
，共有18种夸克，另有它们对应的18种反夸克
。

夸克理论还认为 ，介子是由同色的一个夸克和一个反夸克组成的束缚态。例如
，日本物理学家汤川秀树预言的[[π+介子]]是由一个上夸克和一个反下夸克组成的，π-介子则是由一个反上夸克和一个下夸克组成的 ，它们都是无色的 。

除顶夸克外的五种夸克已经通过实验发现它们的存在
，华裔科学家丁肇中便因发现粲夸克而获诺贝尔物理学奖
。近十年来高能粒子物理学家的主攻方向之一是顶夸克 (t)。

至于1994年最新发现的第六种“顶夸克
”，相信是最后一种 ，它的发现令科学家得出有关夸克子的完整图像
，有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之内宇宙如何演化，因为大爆炸最初产生的高热 ，会产生顶夸粒子 。

研究显示，有些恒星在演化末期可能会变成“夸克星”
。当星体抵受不住自身的万有引力不断收缩时
，密度大增会把夸克挤出来，最终一个太阳大小的星体可能会萎缩到只有七 、八公里那么大 ，但仍会发光。

夸克理论认为
，夸克都是被囚禁在粒子内部的，不存在单独的夸克 。一些人据此提出反对意见 ，认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好
，因此大部分研究者相信夸克理论是正确的
。

1997年，俄国物理学家戴阿科诺夫等人预测 ，存在一种由五个夸克组成的粒子
，质量比氢原子大50％。2001年，日本物理学家在SP环－8加速器上用伽马射线轰击一片塑料时 ，发现了五夸克粒子存在的证据 。随后得到了美国托马斯·杰裴逊国家加速器实验室和莫斯科理论和实验物理研究所的物理学家们的证实
。这种五夸克粒子是由2个上夸克、2个下夸克和一个反奇异夸克组成的
，它并不违背粒子物理的标准模型。这是第一次发现多于3个夸克组成的粒子 。研究人员认为，这种粒子可能仅是“五夸克 ”粒子家族中第一个被发现的成员 ，还有可能存在由4个或6个夸克组成的粒子
。

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我修正一下:有人说什么发现某某夸克,完全是不懂科学乱杜撰,现在人类只是大胆假设,科学求证,夸克是为了解释一些目前人类无法解释的现象而提出的可能存在的假设,但人类一直没找到夸克存在的直接证据.

1996年12月2日，《科技日报》发表了崔君达教授反驳何祚麻院士的文章《复合时空论并非病态科学》。崔在文中进一步指出："物理学界并非全都公认夸克的存在 。不同意见早在70年代就有了
。我国物理学家朱洪元
，诺贝尔奖得主
、量子力学奠基人海德堡都认为：全世界许许多多物理学家花了那么大的力量寻找夸克，如果夸克真的存在 ，早就应该找到了。"

这位科学家如此否认夸克当然也不对,像那句"如果夸克真的存在
，早就应该找到了 。"显然是谬论,就等于说"如果癌症真的存在,早就应该治好了一样"

总之科学来不得半点虚假与情绪化,夸克不能直接证明它存在,也不能证明(哪怕间接)它不存在,它目前只是种假设.

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