来自深空的数十亿颗粒子穿过你的身体,最小的宇宙——夸克

古希腊人最初猜想,宇宙的物质由一些被称为“原子”的底料构成,他们还猜测原子就是最小的单位,是不可再次分割的。2000多年后的今天,我们还依旧认为它是正确的,屏目前的你可以问一问周围的人,看看他们心中认为的最基础物质单元是否还是原子。其实在20世纪30年代初期,科学家们就建立了原子的太阳系模型,他们证明了原子才不是什么最基本的物质单位,原子有一个被质子和中子包围的核,在这之外还围绕着一群旋转的电子。

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在这一现象被发现后,许多科学家甚至以为这些质子和中子才是希腊人所说的“原子”,直到1868年科学家运用技术力量窥探到了物质的微观层次,人们才坚定自己并没有搞错,并且顺着思路认为质子和中子可能都不是最基本的粒子单位。之后,人们又果真发现了质子和中子都还由3个更小的粒子构成,那些粒子被取了一个奇怪的名字——夸克。夸克本身有两种,但这两种的名字可没那么奇怪,一个叫上夸克、一个叫下夸克。质子就由两个上夸克和一个下夸克组成,而中子是由两个下夸克和一个上夸克构成。

来自深空的数十亿颗粒子穿过你的身体,最小的宇宙——夸克

至今还没有更深层的实验可以证明它们还由更小的东西组成,所以我们似乎可以妄下结论在天地间看到的一切事物都由电子、上夸克和下夸克构成。这种说法虽然站不住脚,但却有大量证据表明,宇宙一定还存在其他粒子成分,20世纪50年代中期,科学家就发现了一种全新的粒子——中微子。这种粒子很难被找到,它就像幽灵一样很少能和物质发生相互作用,它能穿透上百亿千米厚的铅,运动却几乎不受影响。也可以这样理解:就在此时,太阳向深空喷发的数十亿个中微子正在穿过你的身体,随后穿过地球,继续它们在宇宙中孤独的旅行。

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又过了几十年后,科学家们凭借现代的技术力量,不断地用强大的能量将物质击碎,他们从物质的碎片中寻找新的元素,结果还真被他们找到了其他夸克——奇、底和顶等更新的粒子。但这些粒子只不过在高能碰撞中产生,它们的身影也只是昙花一现。因为在日常生活中遇到的任何事物里都不存在它们的影子。

来自深空的数十亿颗粒子穿过你的身体,最小的宇宙——夸克

到目前为止,科学家已经追溯到了百亿亿分之一尺度的物质结构。对大众来说,科学家做的事情不过是寻找更小的粒子,但对科学家自己来说,他们是在寻找一个宇宙,一个最小的宇宙。


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