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比夸克还小的粒子是什么

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在量子场论中,存在三种场和62种粒子。其中,第一种场是实物粒子场,包括48种粒子,分为轻子和夸克。电子是已知的一种轻子。尽管夸克被视为不可再分的基本粒子,但轻子和夸克之间存在一种微妙的对应关系,它们被分为三代:上夸克和下夸克,奇夸克和粲夸克,以及顶夸克和底夸克。除了电子,轻子类还包括中微子等粒子。在所有62种粒子中,轻子类的粒子尺寸最小。

长久以来,科学家一直在追求了解宇宙中的未知秘密。很久以前,科学家提出夸克是构成物质的最小单位。然而,是否存在着比夸克更小的基本单位,我们尚无法确定,因为缺乏确凿的证据。实际上,人类对于构成物质的基本单位有着浓厚的兴趣。例如,古人认为原子是构成物质的最小单位,而后来发现原子内部还有原子核和电子。原子核由质子和中子组成,而质子和中子又是由夸克构成的。尽管夸克被认为是宇宙中最小的构成物质的单位,但我们不能排除宇宙中可能存在其他更小单位的可能性。

目前所知的物质最小单位是夸克。盖尔曼在他的八维理论中提出了夸克,而格拉肖也在理论上对其进行了补充。实验已经证实了六种夸克——上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克的存在。原子由原子核和核外电子组成。原子核由质子和中子组成(氢原子核由一个质子组成)。质子和中子统称为重子,是由三个夸克组成的粒子。两夸克组成的粒子称为介子。根据色紧闭理论,目前没有单独存在的夸克,因为夸克的存在只能是束缚在一起的两个或三个夸克的组态。不管是介子还是重子,统称为强子。与之对应的是轻子,轻子共有三代——电子、μ子和τ子。

胶子是传递强相互作用的传播子,即束缚两个(或三个)夸克之间的场粒子。之所以称它为场粒子,是因为强相互作用力构成强相互作用场,是场力将夸克束缚在一起。根据量子场论,任何物质都具有波粒二象性,即传递强相互作用力的强力其实就是胶子。正如传播电磁场力的光子一样,目前还没有发现比夸克更小的有组成的粒子。人们普遍认为轻子是不可再分的(即,点粒子,没有内部结构),而夸克也无法被进一步切割(根据弦理论,任何高能量的探针轰击夸克的结果都会使之在真空中激发相反色的胶子,然后又耦合成成对或三个的夸克组态)。