裸質量

在提及夸克質量時,需要用到兩個詞:一個是“淨夸克質量”,也就是夸克本身的質量,即裸質量;另一個是“組夸克質量”,也就是淨夸克質量加上其周圍膠子場的質量。這兩個質量的數值一般相差甚遠。

基本介紹

  • 中文名:裸質量
  • 外文名:bare mass
  • 領域:量子力學
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簡介

在提及夸克質量時,需要用到兩個詞:一個是“淨夸克質量”,也就是夸克本身的質量,即裸質量;另一個是“組夸克質量”,也就是淨夸克質量加上其周圍膠子場的質量。這兩個質量的數值一般相差甚遠。

夸克

夸克(英語:quark,又譯“層子”或“虧子”)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子中子,它們是構成原子核的單元。由於一種叫“夸克禁閉”的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裡面找到夸克。因為這個原因,人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。
夸克有六種“”,分別是。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。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因,上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇、粲、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線粒子加速器)。
夸克有著多種不同的內在特性,包括電荷色荷自旋質量等。在標準模型中,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,基本相互作用有時會被稱為“基本力”(電磁相互作用力萬有引力強相互作用力弱相互作用力)。夸克同時是現時已知唯一一種基本電荷整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之處,只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。
夸克模型分別由默里·蓋爾曼喬治·茨威格於1964年獨立地提出。引入夸克這一概念,是為了能更好地整理各種強子,而當時並沒有什麼能證實夸克存在的物理證據,直到1968年SLAC開發出深度非彈性散射實驗為止。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到;而於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克,是最後發現的一種。

質量

在提及夸克質量時,需要用到兩個詞:一個是“淨夸克質量”,也就是夸克本身的質量,即裸質量;另一個是“組夸克質量”,也就是淨夸克質量加上其周圍膠子場的質量。這兩個質量的數值一般相差甚遠。一個強子中的大部分的質量,都屬於把夸克束縛起來的膠子,而不是夸克本身。儘管膠子的內在質量為零,它們擁有能量——更準確地,應為量子色動力學束縛能(QCBE)——就是它為強子提供了這么多的質量(見狹義相對論中的質量)。例如,一個質子的質量約為938MeV/c2,其中三個價夸克大概只有11MeV/c2;其餘大部分質量都可以歸咎於膠子的QCBE。
標準模型假定所有基本粒子的質量,都是來自希格斯機制,而這個機制跟希格斯玻色子有關係。頂夸克有著很大的質量,一個頂夸克大約跟一個金原子核一樣重(~171GeV/c2),而透過研究為什麼頂夸克的質量那么大,物理學家希望能找到更多有關於夸克,及其他基本粒子的質量來源。

另見

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