為什麽原子核有這麽大的能量？什麽是誇克？可以細分嗎？

原子核很小，直徑為10-15m ~ 10-14m，核內質子相互排斥。由於原子核之間有很強的核力，所以原子核可以緊密地結合成壹個穩定的原子核。正是由於核子之間的核力很強，所以核子結合成核時要釋放壹定的能量。核子結合成原子核時釋放的能量叫做核能，或簡稱核能。比如兩個中子和兩個質子結合形成壹個氦核，會釋放出28.37 MeV的能量。誇克誇克20世紀60年代，美國物理學家默裏·蓋爾曼和G·茨威格獨立提出中子、質子等強子是由誇克組成的，誇克是更基本的單位，許多中國物理學家稱之為“層子”。它們帶有分數電荷，是電子電荷的2/3或-1/3倍，自旋為1/ 2。誇克這個詞取自J·喬伊斯的小說《芬尼根的夜祭》，作者是蓋爾曼。誇克在這本書裏有很多意思，其中壹個是海鳥的聲音。這很適合他那種“基本粒子不是基本的，基本電荷不是整數”的奇怪想法。同時，他也指出這只是壹個玩笑，是對自命不凡的科學語言的壹種反抗。另外，可能也是他喜歡鳥的原因。起初，解釋強相互作用粒子理論需要三種誇克，稱為誇克三味，分別是上誇克(up，u)、下誇克(down，d)和奇誇克。1974年發現J/ ψ粒子，需要引入第四誇克粲誇克(charm，c)。υ粒子發現於1977，要求引入第五誇克底(B)。第六個誇克頂誇克(T)發現於1994，被認為是最後壹個誇克。誇克理論認為所有重子都是由三個誇克組成的，而反重子是由三個相應的反誇克組成的。例如質子(uud)和中子(udd)。誇克理論還預言了壹種由三個奇異誇克組成的粒子(sss)的存在，這種粒子在1964年的氫氣泡室中被觀測到，被稱為負ω粒子。誇克根據特性分為三代。如下表所示:符號中文名英文名Charge (E) mass (GeV/C 2) U誇克up +2/3 0.004 d誇克down -1/3 0.008 c粲誇克charm +2/3 1.5 s奇誇克strange-65448。3 0.15 t頂誇克top +2/3 176 b底誇克bottom -1/3 4.7在量子色動力學中，誇克除了“味”之外還有三種“色”的特性，即紅、綠、藍。在這裏，“顏色”並不是指誇克真的有顏色，而是用“顏色”這個詞來形象地比喻誇克本身的壹種物理性質。量子色動力學認為壹般物質是沒有“顏色”的，組成重子的三種誇克的“顏色”分別是紅、綠、藍，所以疊加在壹起是無色的。所以包括六味三色的屬性，* * *有18個誇克，以及它們對應的18個反誇克。誇克理論也認為介子是由壹個誇克和壹個同色的反誇克組成的束縛態。例如，日本物理學家湯川秀樹預言[[π+介子]]由壹個上誇克和壹個反下誇克組成，而π-介子由壹個反上誇克和壹個下誇克組成，它們是無色的。除頂誇克外，其他五種誇克已被實驗發現，中國科學家丁肇中因發現魅力誇克而獲得諾貝爾物理學獎。近十年來高能粒子物理學家的壹個主要方向是頂誇克(T)。至於1994新發現的第六個“頂誇克”，相信是最後壹個。它的發現使科學家能夠獲得誇克的完整圖像，這有助於研究宇宙在大爆炸開始時不到壹秒鐘的時間內是如何演化的，因為大爆炸開始時產生的高熱會產生頂級誇克粒子。研究表明，壹些恒星可能在演化末期成為“誇克”。當恒星無法抵抗其引力收縮時，誇克會被密度的大幅增加擠出。最終，太陽大小的恒星可能會縮小到只有七八公裏，但它仍然會發光。誇克理論認為誇克都被囚禁在粒子內部，不存在單個誇克。有些人反對誇克並不真正存在。然而，幾乎所有誇克理論所做的預測都與實驗測量符合得很好，因此大多數研究人員認為誇克理論是正確的。1997年，俄羅斯物理學家戴阿·科諾夫等人預言，存在壹種由五個誇克組成的粒子，其質量比氫原子大50%。2001年，日本物理學家在SP Ring-8加速器上用伽馬射線轟擊壹塊塑料時，發現了五誇克粒子存在的證據。後來被托馬斯·傑珀森國家加速器實驗室和莫斯科理論與實驗物理研究所的物理學家證實。這個五誇克粒子由兩個上誇克、兩個下誇克和壹個反奇異誇克組成，不違反粒子物理的標準模型。這是首次發現由三個以上誇克組成的粒子。研究人員認為，這種粒子可能只是“五誇克”粒子家族中第壹個被發現的成員，可能還有由四個或六個誇克組成的粒子。誇克是目前物理學公認的最小物質單位，已經不能再分了。然而，科學家們仍在爭論誇克是否存在。壹般認為，物質是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由電子、質子、中子等基本粒子組成的，而基本粒子是由比基本粒子堿性更強的亞粒子組成的。亞粒子也被稱為誇克或層子。