夸克理論無法解決的一個問題：為何原子核越大，夸克移動的越慢？
在二十世紀初，法國物理學家盧瑟福通過散射實驗發現了原本被視為構成物質最基本粒子的原子內，還存在著一個緻密的、體積約佔整個原子萬分之一的核心即原子核，從此開啟了物理學家對於亞原子領域的探索之路，後來物理學家通過實驗發現：組成原子核的中子與質子也並非是組成物質的最基本單位，核子（質子與中子）是由更為微小的夸克構成的，不過自從夸克模型被提出35年以來，一直存在一個難題困擾的物理學家，它究竟是什麼呢？下面我們來一起了解一下吧！
質子只有兩個上夸克和一個下夸克組成的，中子是由一個上夸克和兩個下夸克組成的，核子（質子與中子）內部的夸克被強力緊緊的拉攏在一起，強力是通過夸克、膠子的交換而相互作用的，強力是四種自然力中最強的一種力，強力是萬有引力的1千萬億億億億倍，而且強力與萬有引力不同的是：萬有引力是距離越遠，力量越小，而強力卻與之相反，強力是距離越大，力量越強，所以夸克無法掙脫強力的束縛，往往都是以兩個或三個為單位，色中和為前提、老老實實待在一起，這導致我們無法觀察到獨立夸克，這種現象被稱為夸克禁閉效應。
在簡單瞭解了夸克模型之後，我們來談一談困擾物理學家的夸克難題是什麼？
問題：自由質子或者自由中子內部的夸克運動，與位於原子核內的質子、中子內部的夸克運動有區別嗎？
如果僅僅從理論上來說，自由質子、中子與被束縛在原子核內的質子與中子並沒有任何差別，所以說兩者內部的夸克運動應該是完全相同的，就好像正在操場跑步的你和正在臥室睡覺的你一樣，也是完全相同的，不會應該環境的轉換而發生改變，但這僅僅是從理論層面推導出來的結果，在二十世紀八十年代，歐洲核子研究中心通過實驗發現了一個令人十分費解的現象：原子核內的夸克運動要小於自由狀態或者真空結構的夸克運動，也就是說外部的環境影響了核子內部的結構，這種現象被稱為EMC效應。
後來的實驗又陸續發現了一些現象，例如：鐵原子內的夸克運動就要比氫（同位素氘）原子內的夸克運動慢，原子核越大，其內部的夸克運動就越慢，一些重金屬內部的夸克運動甚至要比氘內部的夸克運動慢20%。
為何會出現這種不符合理論的現象呢？近三十年來，物理學家提出了很多種夸克模型想要試圖化解這一尷尬的境地，但是絕大多數都被後來的實驗所推翻，這裡給大家介紹一下目前唯二還可以解釋這個問題的夸克模型。
第一種夸克模型看上去十分簡單、也十分好理解，之所以原子核內部的夸克運動慢，是因為被束縛在原子核內的夸克結構發生餓了輕微的變化（好像是為了解釋而解釋一樣，強行解釋）。
第二種夸克模型就顯得有些複雜了，被束縛在原子核內的中子與質子並不是完全自由的，有一些中子與質子會形成短程關聯對，正是因為這些短程關聯對，對於夸克的結構與運動產生了巨大的影響。
短程關聯對可能有些太過於專業了，通俗來說就是：原子核內的質子與中子並不是雞犬相聞，老死不相往來的，原子核內部一部分的中子與質子會形成短暫的合作關係，當質子與中子發生這種合作關係時，中子與質子會產生短暫的重疊，質子與中子形成的這種短程關聯對影響了夸克的結構與運動，根據後來使用電子去轟擊不同原子核的實驗結果來看，由質子與中子形成的短程關聯對具有很高的能量，高能量的短程關聯對導致了夸克運動速度的下降。
可能講到這裡，大家會產生這樣的疑問：質子與中子作為實體粒子， 即使被強力緊緊的束縛在一起，也不會出現兩者重疊的情況啊？
是的，質子與中子是一種實體粒子，同時也是一種波，因為任何的物質都伴隨著德布羅意波，任何的微觀粒子是粒子與波的矛盾體，都具有波粒二象性，波長很長的粒子，其波動性就越明顯，波長越短的粒子，其波峰的距離就很短，所以其粒子性變現的就越明顯，所以從波粒二象性的角度來說，中子與質子是可以出現短暫重疊的情況的。
儘管EMC效應最多隻能佔百分之20，但是夸克是宇宙中可見物質的最基本粒子，或者說物質的本質就是在於夸克的相互作用，所以研究夸克的EMC效應對於人類理解物質的形成具有重要意義。
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