如果吃一小勺夸克會怎麼樣?

星辰大海路上的種花家


夸克是組成物質最基本的粒子,它有上、下、奇、粲、底及頂六種類型,也可以稱為六種味,我們知道夸克在目前的宇宙能量水平下是不可以自由存在的,也就是說目前的宇宙中沒有單獨的自由夸克,它們必須在強力的作用下結合在一起形成質子、中子或者介子。

這就是我們常說的夸克禁閉,如果你能將夸克分離出來,並挖上那麼一勺子,那麼這一勺子自由夸克其實就是早期宇宙的夸克-膠子粒子濃湯。其蘊含的能量是我們無法現象的,這個能量足以毀掉任何我們目前能看到的物質。別說吃一勺,估計在製備自由夸克的時候就已經發生了大爆炸類型的災難。那麼為什麼夸克不能自由存在?如果我們強行將夸克分離出來就發生什麼?

這就要說到,將自由夸克結合在一起形成重子,以及將重子結合在一起形成原子核的力:強核力。強力是四大基本力中最強的力,也是最為特殊的一種力,它控制著標準模型中超過一半以上的粒子,並且為我們解釋了核反應質量損失的問題,那麼強核力是如何將夸克牢牢地結合在一起的?

為了理解以上的問題,我們先從引力開始。引力的作用在生活中最為常見、也最為直觀,因為我們無時無刻不再地球引力的控制下生活。在宇宙中所有的物質都會受到引力的作用或者對其他物質產生引力,因為所有的物質要麼具有質量、要麼具有能量這個基本屬性或者兩個都有,那麼有質量/能量的物體就會彎曲它所在的時空,並會對其他物質產生吸引力。

我們可以將產生引力的最小質量源稱為“引力電荷”且為正電荷,兩個引力電荷之間只會產生吸引力,不會產生排斥力,且隨著距離的增加引力會隨著距離的平方反比下降,如果距離足夠遠,那麼引力就會將為0。

接下來說下電磁力,電磁力和引力十分相似,電荷增加電磁力就會增加,電磁力也會隨著距離的增大呈平方反比的方式下降,但不同的是電磁力有兩種電荷:正電荷和負電荷。因此電磁力有吸引力和排斥力,但是隻要距離足夠遠電磁力也會將為零。以上的兩種力是生活中比較常見的,而且很符合我們的直覺。但是遇到強力就不同了。

在強力中,一個夸克可以帶有電荷(強力跟電荷沒有關係),但它帶有三種色荷中的一種,例如紅色,綠色或藍色。這三種顏色在隨機變換,色荷並不是一個夸克的固有屬性,就像是質量和電荷這樣的固有屬性永遠不會變,而夸克的色荷是隨機變化的,這種隨機的變化必須通過強力來實現。例如,一個帶有+(2/3)e電荷的綠色夸克,這個電荷是它的固有屬性,但這個綠色色荷並不是,色荷會在非常短暫的時間內發生轉變,可能會變為紅色或者藍色,至於是哪種顏色取決於這個夸克在強力下經歷了哪種相互作用。

由於單獨的夸克不能同時攜帶三種色荷,它只能攜帶其中的一種,但這個變化又是隨機的,所以它必須要與其他的夸克相互交換色荷,以滿足自己的色荷在不斷地發生轉變。我們知道在一箇中子裡,有三個夸克,其中兩個下夸克和一個上夸克,它們可以互相通過膠子來交換顏色,以滿足自己隨機色荷地變化。那麼為什麼有些複合粒子是三個夸克組成地(中子、質子),有些是兩個夸克組成的(介子)?甚至還存在四夸克、甚至是五夸克的複合粒子呢?

夸克有三種顏色(紅、綠、藍)和反夸克有三種反色(反紅=青色、反綠=紅、反藍=黃)

其實不管是有幾種夸克組合成的符合粒子,只需要滿足一個標準:多個夸克結合在一起必須表現出無色的狀態,也就是中性狀態。你看,中子裡面的三個夸克不管它們怎麼交換顏色,都會保持其中一個始終是綠色,一個始終是紅色,一個始終是藍色。上圖中可以看到這三種顏色剛好就可以組成成白色,也就是中性的無色。還有每種夸克都有相對應的反夸克,那麼色荷就存在自己的反色,一個顏色和它的反色在一起可以構成中性的無色。因此在現實世界中,夸克的組合形式就比較多了。

可以有三個夸克,三個反夸克,一個夸克-反夸克的組合,或者更多的,例如:四個夸克和一個反夸克;兩個夸克,兩個反夸克;六個反夸克等等!

因此夸克禁閉說的就是夸克所攜帶的色荷必須保持中性,要想保持中性,就必須在強力的作用下結合在一起。

那麼如果我們將單個夸克強行從複合粒子中拉出來會發生什麼?

強力跟引力、電磁力的區別是,強力只有在距離為零的時候,才會表現的很弱,如果距離增加,強力會呈指數級增加,就像拉一根彈簧一樣,你不拉它,它對外就不施加任何力,你越使勁拉它,它往回縮的力越強。你過你可能回想,如果我們給其施加非常大的能量,總能夠克服強力把夸克拉出來吧。確實可以,但是會發生更為奇怪的事情。

我們以一個π介子為例,它是由一個上夸克和一個反上夸克組成的,如果我們給這個系統開始注入能量,隨著兩個夸克距離的增加,強力會原來越大。這就需要我們注入更多的能量。等兩個夸克分離時,我們會看到神奇的一幕。我們給系統注入的能量已經達到了足以在真空中產生正反粒子對,這兩個正反粒子分別會被兩個分離的夸克捕獲又結合在一起。

所以,我們根本無法分離兩個夸克,更談何吃一勺夸克呢?不過在宇宙中確實存在過有自由夸克的時期,那就是在大爆炸的初期,在宇宙誕生後不到一秒的時間,這是的宇宙能量非常高,空間也會自反的產生粒子和反離子對,直到所有的夸克結合在一起形成無色,我們稱這個時期為「夸克-膠子等離子濃湯!」

喝一口這樣的湯,估計只有上帝可以做到吧!


量子科學論


佔個坑,目前已知的是:我們根本不知道夸克半徑有多大,所以究竟能夠緊集多少夸克就很不清楚目前有一個情況對夸克相當不利:夸克有可能比電子大隔壁電子體積城小,我沒想到電子體積能有這麼小

現在假設夸克的體積和電子一樣大,萬一體積大一些的話會對夸克很不利

當然這樣的話,上夸克質量僅為質子的1/470,所以說萬一頂夸克體積和電子一樣,它能勺等於2個太陽重,而且電量其實也差不多,所以去看吃電子那個,估計情況相差不遠

如果是頂夸克,則會變成太陽質量的大約16萬倍,這相當於一個大型黑洞

但是我們看吃電子那一次,知道了主要的質量來自於把電荷強行靠近所做的功,其自身質量幾乎可以忽略不計。只能希望專克簡井壓和強相互作用力能夠給力ー些了。當距離比5*10A(-15)米少的時侯,強核力突然變成斥力,其實強相互作用力是夸克之間的關係

我查到夸克也受到強核力影響

強核力伴隨著距離縮短,增長遠遠比電磁力快得多,估計來二去需要做很多功才能把他們擦到起,如果是這樣的話到還是值得稱道。普遍認為強核力じ電磁力高了100倍,這樣造成的結果無非就是質量比宇畝高出26個數量級

但至今為止強相互作用力根本連公式都沒有,所以做功發散程度必如何我也不知道,但我有預感,這個東西距離越近越爆年比電磁力還發散得多・可能距離再近一些就會變成電磁力的1萬倍

當然後果也就是歸零者死的更慘而已宇言毀壞更徹底而已


長知識小課堂


世界上,宇宙中。所有的一切都是夸克粒子組成的。而且有四種相互作用力。同時控制宇宙。👆👆👆👆👍👍👍👍👍👍👍👍👍

人類,永遠都只是宇宙的孫子的孫子的孫子………………。永遠都是細菌。永遠都是渺小的。👍👍👍👍👍



全世界超高至尊科學家


夸克不是瀏覽器嗎[捂臉]


蘇州裝飾協會會長


這個,平時已經吃了不少夸克了吧


樹林裡的林


能吃到嗎?


用戶50722024592


首先夸克是什麼?


環球噴子協會委員


天天吃夸克 沒啥影響


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