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量子物理比較小的粒子

生活 更新时间:2024-11-26 13:46:20
綜述

物質論認為我們世界上所有東西都是由大大小小的物質拼湊而成。

這樣的理論在古代一直不被人所理解,但由于現代科學技術的發展,人們逐漸意識到了這個理論的可行性。物質的拆分也一直是科學界想要攻破的難題,這些大大小小的物質,一次又一次刷新着人們的認知。

量子物理比較小的粒子(最小物質是誇克)1

截止到目前我們所知道的最小物質名為誇克,這種物質的體型甚至比原子還要小。

那麼誇克又為何被稱之為最小的粒子呢?其背後的科學原因又該怎樣理解?今天我們就來帶大家一起走進這一片微觀世界,領略物質的構成。

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曾經的理論

在19世紀末期,科學家們掌握了一定的理論,了解到了物質的構成與一種名為原子的微小物質離不開幹系,雖然當時的顯微鏡技術比較落後,無法真正幫助人們觀測到原子的外形,但還是有科學家憑借自己的研究和推斷,畫出了有關于原子的草圖。

而原子也在很長一段時間内被認為是世界上最小的物質構成。

量子物理比較小的粒子(最小物質是誇克)3

最早提出原子理論的科學家名叫道爾頓,道爾頓在1803年就領先世人的提出了原子的概念,并且宣告世界稱所有的物質都是由原子所構成。

原子的外形是一個完全不可細分的實心球體,他們憑借着彼此之間的力排列組合,形成多種多樣的物質。

本質上來說,無論是生命還是石頭,都是由原子構成的。

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當然,在1803年這樣前衛的理論自然是不被人認可的,許多人認為道爾頓隻是在空口無憑的說大話博取關注。

直到1890年人們才利用最新發明“陰極射線管”第一次通過硫化鋅的反應,觀察到了磁場所控制的帶負電荷子粒子流動的效果。

而這一發現在某種程度上驗證了道爾頓所提出的原子帶電荷的理論,在這之後,人們才逐漸意識到道爾頓的理論很有可能是正确的,因此有關于原子的研究,也就一發不可收拾地展開。成為了時代與科學界的主流。

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原子的研究

在道爾頓的理論被認可之後,無數科學家開始推測原子的具體模型,他們将原子的不同呈電屬性進行更為細緻的分析。

并且在研究的過程中發現,原子内部的帶電表現和其正負電荷的比例,有着十分重大的關系,所以科學家們也就開始在原子模型當中,施加比原子還要小的電子與電核模型。

最終一個名叫盧瑟福的科學家幾乎統一了有關于原子的理論。

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他認為原子的内部有着比原子還要小的存在,人們可以把它稱之為原子核,原子核自身是成正電,但是它的周邊有很多成負電的電子與其纏繞運動。最終形成不同的成電屬性。

随着科學技術的進步,人們逐漸意識到盧瑟福的理論的确是正确的,但人們也在原子核當中發現了質子,和中子等多種不同的物質,所以有關于物質最為細緻的區分,也就不斷的延伸出來。

那個時期的科學家紛紛懷疑這個世界有關于物質的區分到底有沒有一個向下的盡頭。“最小的物質”這一稱号在短期之内不斷的變更,讓無數學者叫苦不叠。

量子物理比較小的粒子(最小物質是誇克)7

誇克的橫空出世

1932年,有科學家在進行微觀物體撞擊實驗的時候,發現了原子核内部中子和質子也有着内部結構。有着内部結構的質子和中子,自然也就不可以被稱之為是世界上最小的物質,于是有關于誇克的理論也就橫空出世。

誇克的發現是一個十分坎坷的科學進程,因為幾乎沒有任何顯微鏡可以直接觀測到誇克這一物質的存在,當時的物理學家們雖然已經了解到了質子和中子其内部的物質不穩定性,但卻依舊不能理解它們之間為何會相互進行轉化。

量子物理比較小的粒子(最小物質是誇克)8

最終兩位名叫蓋爾曼和茲威格的科學家,在1964年首次提出了震驚世界的誇克模型誇克模型指出,質子和中子内部是由一種名叫誇克的物質組成,這種物質無法細分,但卻賦予了質子和中子内部的不穩定性,并且使其在運動的過程中可以相互轉換形态。

到了1968年著名的斯坦福線性加速中心,就質子以及中子展開了更為現代化的研究,最終發現了其内部極其細微的點狀物,而這也就論證了誇克的存在。而這一理論直到今天也沒有被打破。

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比誇克還小的物質

目前的科學界認為世界上已經再也沒有比誇克還要小的物質,那麼為什麼誇克無法細分呢,這是因為誇克内部的結構以目前人類的物理框架來說,是完全無法揣測的。

這個世界上的各種力都與物質之間的彼此作用有關,而誇克作為目前已知構成物質最為基本的狀态,已經沒有辦法再進行細分。

世界上所有力的基本結構都是在物質的誇克級别起到作用的。簡單來說就是一切作用力的起始點就是物質内部的誇克。所以誇克也就從本質上變成了絕對不可再細分的物質。

量子物理比較小的粒子(最小物質是誇克)10

結語

當然這樣的理論是構建在現代的物理學框架基礎當中的,如果在未來人類發現了新的突破,我們也不能排除到那時再一次發現比誇克還小的物質的可能。

不過就目前為止,誇克的形态和結構都已經受到了現代科學的驗證,我們也完全可以相信它是世間萬物的一切構成基本。微觀世界的奇妙,還真是讓人驚訝。

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