夸克理论预言存在一个粲夸克,粲夸克和反粲夸克形成的粒子对称为J/介子。夸克禁闭对我们发现夸克没有影响。我们已经知道夸克有夸克禁闭,不能单独存在。夸克禁闭意味着夸克不能单独存在。如果没有看到禁闭这个词,你就认为夸克是被禁闭的,谁也看不见。物理不靠想象,望文生义。

既然夸克有囚禁,有哪些实验证明夸克是存在的?

既然夸克有囚禁,有哪些实验证明夸克是存在的

夸克禁闭对我们发现夸克没有任何影响。理解物理问题要多看书,不要望文生义,不要把物理当做语文来凭空想象。夸克禁闭指的是夸克无法单独存在,不要看到禁闭两个词,就认为夸克被禁闭起来了,谁也看不见,物理学靠的不是胡思乱想,望文生义。发现夸克的实验非常多。首先,最容易观察到的现象就是中子衰变,自然界的中子会在14分钟之后衰变成质子和电子。

既然中子和质子能相互转换,这就说明了,中子,质子一定不是基本粒子,中子,质子内部一定存在更小的结构,这些更小的结构发生变化,才有可能导致中子,质子之间发生转变。那么如何检测质子的结构? 我们根本不需要分离出单独的夸克,方法其实很简单,散射实验。日常生活中,当我们看到不明物体,想确定他是空心的还是实心的,只需要用棍子捅一下就知道了,棍子穿过去了,那么自然就是空心的。

分析围观粒子的结构,其实原理也一样,我们用其他粒子照射被检测的粒子,如果被弹回来了,就说明是实心的,如果穿过去了,就说明是空的。这种实验就叫散射实验。我们就是通过散射实验发现原子核的存在。(下图为著名的阿尔法散射实验)发现质子内部的结构其实也是这个原理,只不过质子太小,对散射实验的技术要求非常高。所以虽然科学家早就知道质子内部一定存在更小的结构,但直到1960年代,才开始着手研究质子的内部结构。

质子内部结构的研究,主要是由斯坦福线性加速器中心(SLAC)主导进行的,1967年开始,SLAC进行了一系列实验,分别是电子质子弹性散射实验,正电子质子弹性散射实验,电子质子非弹性散射实验通过利用电子对质子的碰撞,实验结果清楚明确的说明了,质子内部存在比自己小的多的点状物。这些实验就明确的证明了夸克的存在。

夸克实验的进一步证实是J/介子的发现。我们已经知道夸克有夸克禁闭,不能单独存在。但这并不意味着夸克不能成对出现。事实上,夸克总是成对出现。夸克理论预言存在一个粲夸克,粲夸克和反粲夸克形成的粒子对称为J/介子。1974年11月11日,美籍华人科学家丁肇中和里希特一起发现了J/介子,这意味着魅力夸克的正式发现。自此,重子的夸克模型被完全证实。


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