但这种“蛮力”对夸克则行不通,目前对于“夸克禁闭”的解释比较流行的是用弦理论,夸克之间是由强子连接的,而强子可以认为是一个极短的弦,夸克就是弦的两端,如果想让这个两个夸克分开,就需要很大的能量将这根弦“打断”,然而将两个夸克分开的能量足以在分开夸克的同时又形成新的一对夸克(能量转换为质量),这样一来,新的夸克和原来的夸克就又组成了两对禁闭的夸克。

1、夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

夸克很多人都听说过,但“夸克禁闭”这个概念听说过的人应该不多,这算是粒子物理学中的一个“谜题”吧。“夸克禁闭”描述的是一种物理现象,简单的说,就是指夸克不会单独存在,我们都知道的是,这个物质的世界是由原子和分子组成的,原子核一般是由质子和中子组成的,而质子和中子是由夸克组成的。夸克是目前已知的最小的一种基本粒子,但科学家在物理实验的观测中,像质子与中子这些基本粒子是可以拿出来单独观测的,但夸克不同,我们现在所有的物理观察都无法观测到单独的夸克存在,只能发现由一对或几对夸克组成的粒子,

这种无法观测单独夸克的现象被称为“夸克禁闭”。“夸克禁闭”这种现象并不是因为夸克“尺寸”过于微小(小于10^-18米)而无法单独观测,而是存在一种无法打破的“循环”,在这里,我们要了解一点的就是,在微观层面,能量与质量的界限是比较模糊的,特别是夸克这种“级别”的,你把它看做是一小团能量也是可以的。对于质子或中子,它们之间结合是由核力,也就是在强相互作用力下结合到一起的,只要有足够的能量就可以把它们分开,

2、质子由夸克组成,夸克由什么组成?再往下呢?

答:当前的科学实验,能触及和证实存在的,夸克已经是最基本的粒子之一;但是超弦理论预言,夸克由更基本的“弦”组成,质子和中子由更基本的粒子“夸克”组成,这点已被实验证实;在标准模型理论中,预言了62种基本粒子,其中绝大部分已被实验证实存在。夸克是大类,包含62种粒子中的36种,比如中子就由一个“上夸克”和两个“下夸克”构成,这已经是当前实验物理学能触及的极限了,

但由于“夸克禁闭”,夸克无法独立存在,只能和其他夸克发生强相互作用,继而“绑定”在一起,形成质子、中子等其他基本粒子。不过理论物理学家走在了前面,发展了一门非常前沿的理论——超弦理论,超弦理论认为:我们宇宙中的一切物质,都由一种名为“超弦”的组成,超弦尺度非常小,大约10^-35米级别,当超弦以不同的方式振动时,就得到了不同性质的基本粒子。

“超弦”本身是一维的,但是超弦可以在不同的维度中震动;而且超弦理论预言,我们宇宙由“十维空间 一维时间”构成,其中有七个维度的空间蜷缩在普朗克尺度,目前,超弦理论很被物理学家看好,被认为是最有可能成为终极理论的理论;目前,超弦理论还从理论上,解决了物理学中的一大难题,就是相对论和量子力学的相容性问题。

不过限于超弦理论的研究需要极其艰深的数学知识,以至于目前少有物理学家能去专攻超弦理论,而且当前的科学技术条件,还远远达不到验证超弦理论的尺度,比如以人类目前建造的大型强子对撞机,如果要对超弦理论进行验证,其对撞机的长度可以绕银河系一圈了;所以,目前超弦理论还处于理论研究的探索阶段,未来的路还有很长。

3、夸克还可以再分割吗?

面对大千世界,人类总是希望能够将万物归结为有限的基本元素,从而获得一个统一的世界观,原始人将他们所生活的世界,归结于与其生活戚戚相关的某个具体的物体。比如,太阳、月亮或老虎等,原始人怀着崇拜的心情,通过神话传说,将他们的生活经验和各种事物都联系了起来,成为指导和规范他们生存的指南,到了古希腊时期,人类的迷信色彩已经有了很大的消退。


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