宇宙中有一種神秘物質(zhì)叫做夸克，是一種參與強(qiáng)相互作用的基本粒子。當(dāng)然，這是一個(gè)聽(tīng)著、看著都比較抽象的名字，讓不負(fù)責(zé)物理學(xué)命名的我都想要給它們?nèi)∫粋€(gè)更好的名字?？淇吮旧聿⒉皇怯赡切└〉臇|西所構(gòu)成，它們是一些微小的粒子，只是隨著我們?cè)絹?lái)越深入的了解，或許有一些認(rèn)知也會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生變化，科學(xué)家們正在深入挖掘和它相關(guān)的所有信息。

6種夸克的另類名字和獨(dú)特屬性

夸克的種類被稱為“味”，其中包括：上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及頂（t）。6種夸克都擁有不一樣的另類名字，尤其是其中的頂夸克。相對(duì)而言，上和下夸克會(huì)比較穩(wěn)定，同時(shí)，它們的質(zhì)量也是所有夸克里最輕的。那些較重的夸克往往難逃粒子衰變過(guò)程，而后轉(zhuǎn)化為上或下夸克，這幾種夸克在宇宙中更為常見(jiàn)。但奇、粲、頂及底這幾種夸克就有所不同，它們都只因?yàn)楦吣芰Ｗ拥呐鲎膊趴赡墚a(chǎn)生，并且還會(huì)很快就衰變。

夸克還有另外一個(gè)屬性-“顏色”，解釋了夸克為什么可以遵守泡利排除原則，即不存在兩個(gè)物體可占據(jù)同一個(gè)地方（構(gòu)成強(qiáng)子的夸克不能是同一種顏色屬性）。并且，這個(gè)屬性的表現(xiàn)形式也是6種，但是不應(yīng)和對(duì)顏色的共同理解想混淆。這種屬性的六種形式分別被稱為：紅色，藍(lán)色，綠色，抗變形，抗菌和抗綠色。也就是說(shuō)重子中的當(dāng)個(gè)夸克都具有不同的顏色屬性、截止也必須包含相應(yīng)反射的彩色夸克和反夸克。

強(qiáng)大的核力量將夸克聯(lián)系在一起

就目前的探索而言，我們最常遇見(jiàn)的是上下夸克，同時(shí)，它們也是三合一中形成質(zhì)子和中子的結(jié)合體，分別是兩個(gè)向上和向下、兩個(gè)向下和向上?？淇藫碛须姾?、色荷、質(zhì)量和自旋等內(nèi)在特性，在粒子物理學(xué)中，標(biāo)準(zhǔn)模型之夸克也是唯一一種可以經(jīng)受各種相互作用的基本粒子，即電磁、引力、強(qiáng)相互作用及弱相互作用?？淇诵枰?jǐn)?shù)電荷，才能形成中子和質(zhì)子上的中型電荷的常見(jiàn)正電荷。

之所以我們會(huì)覺(jué)得這樣的觀點(diǎn)很奇怪，只是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為電子和質(zhì)子的電荷是最基本的。但事實(shí)卻證明我們錯(cuò)了，并且夸克的亮度增添了我們的困惑。質(zhì)子質(zhì)量0.2%的上夸克、質(zhì)子質(zhì)量0.5%的下夸克，為什么這些微小的顆粒加起來(lái)質(zhì)量卻如此龐大？這個(gè)問(wèn)題的答案是：強(qiáng)大的核力量將夸克聯(lián)系在了一起。你可別小瞧夸克，它們之間的結(jié)合是非常強(qiáng)大的，如果用一個(gè)例子來(lái)形容，那么它的力量可以輕易的幾百類似帶電夸克的自然電力排斥。

神秘的夸克擁有一些奇怪的事實(shí)

夸克是這個(gè)宇宙中難以看到、并幾乎不可測(cè)量的粒子，對(duì)于它們的研究，主要是在被稱為強(qiáng)子的亞原子粒子的基礎(chǔ)上實(shí)施。經(jīng)過(guò)物理學(xué)領(lǐng)域這50多年的粒子研究，關(guān)于夸克如何影響宇宙的增長(zhǎng)和最終命運(yùn)的相關(guān)研究并未停歇。

當(dāng)20世紀(jì)60年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子的相互散射，模擬了比計(jì)算機(jī)建議更廣的范圍，至少有三個(gè)位置的電子在這些原子的核子或核心內(nèi)超過(guò)預(yù)期散射，也就是說(shuō)某種東西導(dǎo)致了這種異常散射，這也正是我們?nèi)缃窭斫饪淇说幕A(chǔ)。

研究人員在2014年發(fā)現(xiàn)了一個(gè)夸克衰變變?yōu)榉戳Ｗ拥挠^察結(jié)果，這為有關(guān)物質(zhì)行為提供了更多信息。粒子和反粒子本應(yīng)該相互破壞，我們也認(rèn)為宇宙中應(yīng)該有光子和其他基本粒子。然而反光子和反粒子的存在，卻導(dǎo)致了宇宙主要由物質(zhì)、而不是反物質(zhì)所構(gòu)成的奧秘產(chǎn)生。

同時(shí)，壓制頂夸克的質(zhì)量，向研究人員們揭示了兩種可怕的情景之一，宇宙可能會(huì)在100億年后結(jié)束，又或是人類可以無(wú)處不在。當(dāng)頂夸克比預(yù)期更重，通過(guò)太空真空所傳遞的能量就會(huì)崩潰。而當(dāng)它低于預(yù)期，則可能發(fā)生名為“玻爾茲曼腦”的這個(gè)不太可能的情景。即使這并不是標(biāo)準(zhǔn)模型中的一部分，但它卻更有可能看到有組織的原子團(tuán)體、正是宇宙中觀察到的隨機(jī)原子。

夸克的探索認(rèn)知之路并不是一蹴而就

在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家們都以為夸克只有四種，即：上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）。直到20世紀(jì)70年代早期，因?yàn)橛^測(cè)一些涉及kaons的罕見(jiàn)衰變引起了科學(xué)家們的懷疑，或許還存在著一對(duì)新的夸克沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楝F(xiàn)有知識(shí)無(wú)法解釋kaons的奇怪衰變，并將它們稱為頂和底。終于，夸克（底）于1977年加入已知粒子的俱樂(lè)部，最后開(kāi)始尋找的第六個(gè)便是頂。直到1995年2月，頂夸克被費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量達(dá)到了質(zhì)子的200倍左右。頂夸克能輕易地將整個(gè)原子摧毀，即使上下夸克卻幾乎不做任何質(zhì)子的工作。

兩個(gè)夸克之間吸引力的強(qiáng)力并不會(huì)隨著粒子之間的距離變化而減小，并且，它還像拉伸機(jī)械彈簧一般增加了這股強(qiáng)力。兩個(gè)夸克能彼此分開(kāi)的距離有限，大約是質(zhì)子的直徑。一旦達(dá)到這個(gè)極限，風(fēng)力所需要的能量會(huì)突然轉(zhuǎn)化為質(zhì)量（以夸克-反夸克的形式）。這種能量-質(zhì)量的轉(zhuǎn)換完全符合E = m c2，又或是 m = E / c2 （E是能量，m是質(zhì)量 ,c是光的速度）。之前我們沒(méi)有觀察到自由夸克，這是因?yàn)槊看萎?dāng)我們嘗試將夸克彼此分開(kāi)的時(shí)候，都發(fā)生了這樣的轉(zhuǎn)換。因此，對(duì)自由夸克的最終觀察，也是一件極具革命性的探索。