夸克是由什么组成的?

科学网2007年6月5438+2月4日瑞典科学家最近提出,如果组成质子和中子的夸克确实是由更小的粒子组成的——前驱体,那么宇宙中可能会检测到比中子星和夸克密度更大的前驱体,其密度就像把月球的质量集中在一个豌豆大小的物体上一样。相关论文在线发表在《物理评论》d .瑞典陆乐理工大学(陆乐?科技大学的弗雷德里克·桑丁(Fredrik Sandin)和约翰·汉森(Johan Hansson)表示,这种前兆可能存在于宇宙大爆炸后的超致密块体中,这些物体可以通过现有的天文观测技术探测到。这个结论使得一个高度不确定的假设成为一个可检验的观点。如果前驱恒星确实存在,它们可能占宇宙中暗物质质量的很大一部分。长期以来,人类逐渐知道了各种粒子之间的组成关系。原子由质子和中子(统称强子)以及非常轻的电子组成。强子由六种类型的夸克组成。此外,还有六种与电子有关的基本粒子——轻子。在1974年,物理学家乔格什·帕蒂和阿卜杜勒·萨拉姆推测,一族被称为“前驱”的粒子可能解释了夸克和轻子之间的区别。从1999到2002年,汉森和他的同事们在《高能物理-现象学》( http://www.arxiv.org/abs/hep-ph/9909569)和《欧洲物理学快报》( J. Europhys。Lett.60,188–194,2002)认为三种类型的前体就足够了。2005年,汉森和他的学生桑丁继续研究物质能否在前驱状态下结合成块,而不是“凝聚”成夸克或强子,答案是可能的(Phys. Lett.b 66,1-7,2005)。这些前亚块(前亚星)比夸克和中子星密度更大。研究人员认为,前面的子块不可能是恒星坍缩形成的,但可能是大爆炸的遗迹。当新生的宇宙膨胀时,其中的物质变得越来越稀薄,从而从前驱物质变成夸克物质,最后变成用于建造恒星和星际气体的原子。然而,汉森表示,早期宇宙中的一些前驱物质可能会结合形成稳定的“气泡”,上述变化从未发生过。研究人员计算出,这些前驱“气泡”的质量小于普通恒星,不会超过地球质量的100倍,直径不会超过一米。虽然没有下限,但Sandin和Hansson认为最小的前子块应该是豌豆大小,质量略小于月球。可想而知,要在浩瀚的宇宙中找到这样的天体有多难。然而,研究人员表示,仍然有一些方法可以找到它们。首先,从地球的角度来看,这些超致密天体可以使其周围从背面射来的光线发生弯曲,这就是所谓的“引力透镜效应”。Sandin和Hansson表示,由于前面的子块非常小,它们将对宇宙伽马射线产生最强的影响——使伽马射线光谱产生特殊的摆动。如果前面两个子块恰好由于引力形成* * *轨道的双“星”系统,并且位于太阳附近,那么它们发出的引力波(时空波动)就会被引力波探测器捕获。但如果这两个前置子块非常小,那么它们发出的高频波动,不需要使用现有的大型探测器,只需要台式设备就能探测到。此外,微小的前子块一旦撞击地球,也会激发出可探测的地震波。汉森说,它们太小了,只能在地球上钻一个洞。但它们会在直线运动路径上留下地震波的痕迹,这与大陆板块之间的摩擦有明显的区别。现在,似乎不可能创造前驱物质,因为它需要重现宇宙大爆炸的场景。那么,其他物理学家会对前女儿星的说法作何反应呢?汉森自己说,“他们要么非常热衷于它,要么认为它是毫无价值的垃圾,介于两者之间的人不多。”然而,英国玛丽女王学院的理论物理学家约翰·查拉普(John Charap)似乎就是这样一个中间人。他说,“这不是一个完全疯狂的想法。毕竟,我们需要一些好的疯狂想法来推动对暗物质的理解。我们现在正在努力寻找暗物质的合理解释,新的想法可能像其他人一样是很好的候选人。”

胶子。每个原子核由质子和中子组成,而质子和中子由夸克组成,夸克由胶子连接!!!夸克的理论尺寸,只比原子核小得多。例如,一个质子或中子由三个夸克和胶子组成。可以看出,夸克比原子核小不了多少。电子的质量是质子或中子的1/1836,应该够小了。这几年物理学还有一个热点问题,就是中微子,每秒钟穿过身体的中微子多达万亿个,但我们根本不知道,因为它太小了,可能没有质量(有科学家说是电子质量的百万分之一)。夸克比它小,只能认输。胶子。理论上预言夸克之间强相互作用的粒子。***8种,静止质量0,自旋1,带色荷。带电粒子之间的电磁相互作用是通过交换光子来实现的;同样,带色电荷的夸克之间的强相互作用也是通过交换胶子来实现的,但不同的是,光子不带电荷,本身不能发射或吸收光子;胶子有色电荷,胶子之间也有很强的相互作用,胶子本身可以释放或吸收胶子。实验中尚未发现自由胶子,但1968中电子对质子的深度非弹性散射实验表明,质子中存在点结构,质子的能量只有一半由带电点物质携带,另一半由没有电磁作用的中性成分携带。根据夸克模型,带电点结构是夸克,中性分量是胶子。实验结果提供了胶子可能存在的迹象。1979年在高能正负电子碰撞实验中发现了三喷流现象,进一步说明了胶子的存在。

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