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质子可以继续分割吗?为什么?

相信很多人都知道,宇宙中的一切几乎都是由原子构成的,包括人也是由原子组成的。原子由质子p、中子n及核外电子e构成。氢的核素氕形成的阳离子就可以看作质子。


在以前质子、中子及电子都被叫做基本粒子,后来科学家发现质子还具有更基础的结构,也就是说质子是可以分的,不过想要分割质子必须要用到大型强子对撞机才行。至于物质是否无限可分,目前还没有结论,弦理论认为粒子实质上是振动的弦,不同的振动模式表现为不同的粒子,不过目前这些都属于理论假设。


质子是一种复合粒子,由夸克及胶子构成。胶子是传递夸克之间强作用力的一种传播子。质子属于强子中的重子类,一般由两个上夸克u和一个下夸克d通过胶子在强相互作用下构成。质子和中子以及各自的反粒子合称为核子,重子分为核子和超子。现代科学理论预言质子也会衰变。


强子都是由夸克构成的,强子主要分为两类:重子和介子。重子由三个夸克或三个反夸克组成,自旋为半整数,属于费米子。介子由一个夸克和一个反夸克组成,自旋为整数,属于玻色子。构成原子核的质子和中子都是强子,也就是说中子也是由夸克构成的,中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。

除了强子这一类由夸克构成的复合粒子外,根据作用力的不同,基本粒子可以分为夸克、轻子和传播子三大类。基本粒子还可以根据自旋分为规范玻色子(传播子)与基本费米子(夸克与轻子)两类。在标准模型下共有62种基本粒子,其中引力子还属于理论假设。构成原子的电子就属于轻子的一种。


自然界中一共存在四种相互作用(力),因此可以把规范玻色子分成四类。包括:引力相互作用:引力子;电磁相互作用:光子;弱相互作用(使原子衰变的相互作用):W 及 Z 玻色子,共有3种;强相互作用(夸克之间的相互作用):胶子。

实验显示共存在6种夸克,和它们各自的反粒子,根据色荷又可分为三类,共计36种夸克。胶子总共有八种。夸克和胶子存在色禁闭现象。至于夸克还存不存在更基础的结构,目前由于研究手段限制还不得而知。




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文/流沙cool

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