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有味有色的夸克
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【中学物理小论文】
《科学(7~9年级)课程标准》中第26面对“构成物质的微粒”的具体内容目标的第三条是:知道原子由原子核和电子构成,原子核由质子和中子构成,质子、中子由夸克构成[1].夸克首次出现在我国中学课程标准和教材中.下面来谈谈有关夸克: 一、夸克理论提出的背景 20世纪50年代以前,科学家们按粒子间作用力的特点把粒子分为三大类:第一类是轻子,只参与弱力、电磁力和引力作用,不参与强力作用,而且自旋为半整数的粒子;第二类是强子,不仅参与弱力、电磁力和引力作用,而且参与强力的粒子.强子又可按其自旋的不同分为两大类:一类其自旋为半整数,统称为重子,如质子、中子等,另一类其自旋为整数或零,统称为介子,如π介子等;第三类是传播子,即传递相互作用的基本粒子,如光子[2]. 由于粒子中绝大多数是强子,而且轻子只有6个(这里没有包括其反粒子),于是科学家猜测:从某种意义上说,轻子是比强子更基本的粒子,而强子是复合体系,其中包含更少的和更基本的单元,强子是由更简单的粒子——夸克组成的. 二、夸克名字的由来 夸克模型是1964年由盖尔曼(Murrey Gell-Mann)和兹威格(G.Zweig)独立引入的,他们认为强子是由三种更基本的粒子组成的.盖尔曼称组成强子的新粒子为夸克(quarks),而兹威格称它们为爱斯(aces),像纸牌中爱斯(A)一样[3].盖尔曼借用了詹姆斯·乔埃斯(James Joyce)写的一首题为《芬尼根的彻底祭》的长诗中的一句:“向麦克老大三呼夸克”.这里夸克是海鸟的叫声,用三声称呼三种基本粒子[4].夸克的称呼一直被沿用至今.这些名字,无论夸克或爱斯,仅仅表明作者的俏皮话,并没有必要深究. 三、最初的三味夸克 根据夸克模型,通常用u、d、s来代表三个夸克(夸克的总称用q代表),u(up)称为上夸克,d(down)称为下夸克,s(strange)称为奇异夸克或奇夸克,称三种夸克为三味.他们推测出夸克的各种量子数如表1所示. 表1 夸克的量子数&
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