本期我們來介紹的粒子是夸克！
核子指的是原子核裡的質子和中子，對核子再進行細分，又會是什麼成分呢？
夸克的6種“味”
那就是夸克。夸克模型於1964年由物理學家蓋爾曼和茨威格獨立提出。以色列物理學家尤瓦勒·內埃曼在同年亦獨立地開發出一套跟八重態相近的理論。
在往期我沒介紹過夸克一共有6“味”，分別為上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克。而6種夸克每種還分為三種，用形象的宏觀概念來描述的話就是個夸克可以攜帶紅、綠、藍三種顏色，其實夸克並不帶顏色，因為夸克比可見光的波長還要小得多！準確的來說其實所有的基本粒子的是沒有顏色的。而夸克的顏色是指是一種新的自由度/量子數。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程，來迅速地變成上或下夸克。所以上夸克和下夸克是宇宙中最常見的，而奇、粲、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生（例如宇宙射線及粒子加速器）並很快衰變。
宇宙射線
宇宙射線
那麼夸克有什麼特性呢？
夸克是唯一一種能經受全部四種基本相互作用的基本粒子，這四種相互作用分別是電磁、引力、強相互作用及弱相互作用。
那麼夸克為什麼會聚在一起組成核子呢？
常情況下，由於夸克會受到一個非常強的束縛力，將其束縛在原子核內部，所以夸克是無法獨立存在的。但在能量足夠大或者溫度足夠高的情況下，人們預期質子和中子將會碎裂，使其中的夸克和膠子重新進行結合從而形成夸克膠子等離子體。它是不同於質子和中子的另外一種新的物質形態。重離子的碰撞產生一個溫度極其高的環境，核物質的溫度也隨之急劇升高，這樣就會形成一個“火球”，這時就有可能產生夸克膠子等離子體，隨後“火球”隨著碰撞結束，能量和溫度逐漸降低，這時將會產生大量的粒子。很顯然夸克膠子等離子體是無法直接觀測到的，所以人們只能對其末態產生的大量粒子進行觀測，以判斷在碰撞過程中是否真的產生了夸克膠子等離子體。
計算機生成的抽象等離子體
那麼我們人類是怎樣來創造出一個這樣的高能量的環境的呢？
答案是人們藉助大型離子對撞機使兩組不同的粒子進行對撞，以此來研究物質被加熱到太陽核心溫度的 25 萬倍時的狀態，該環境就如同宇宙誕生後的數毫秒內出現的“等離子湯”狀態。這樣人們就有可能研究宇宙誕生時所形成的夸克膠子等離子體，這一重大的突破可以令物理學的研究範圍拓展到接近宇宙產生的初始狀態。
對夸克的研究就如同我們上一期講的希格斯玻色子一樣研究難度是十分困難的，原因是它們獨立存在的條件過於苛刻，大型粒子對撞機的製造成本極其昂貴。所以這些粒子的許多基本特性還需要長時間的研究。隨著對這些基本粒子的研究的不斷深入，我們離解開宇宙的奧秘也越來越近了。
大家對此有什麼看法呢？歡迎在品論去留言哦！
如果喜歡我的文章，期待你的點贊、收藏、轉發哦！
閱讀更多 帶你瞭解這世界 的文章
