量子力学研究到夸克就研究不下去了?夸克为什么不能再小了?

新行星 2022-07-23 15:26:42

任何人都想过这样一个问题,物质是否可以一直细分。 如果物质不能细分,那么最小的物质是什么? 按照目前的物理理论,物质的最小细分程度是夸克,夸克结束后,就不能再细分了。 耐心看完文章,你一定会明白其中的道理。  20世纪之前,人类还没有发明电子显微镜。 虽然当时已经知道原子的存在,但认知基本是空白,对物质的认知基本停留在分子水平。  19世纪末20世纪初,科学家们发现了小于分子尺度的物质,即原子的结构。 但原子长什么样,没有显微镜可以直接看到,物理学家只能通过相关现象推测可能的原子结构。  1803年,道尔顿首先提出了现代原子模型,认为原子是物质世界中最小的粒子,是一个不可再细分的固体球体,世界上的一切都是基于这种不同形式的排列组合而形成的。 最小的实心球体。

当然,这种思维继承了古代哲学家德谟克利特的原子论,是基于主观假设的结论。 到1890年,人类发明了阴极射线管,照射硫化锌可以观察到绿色荧光。 绿灯实际上是磁场控制带负电粒子流运动的效果。 多亏了阴极射线管,物理学家才发现原子可以带电。 但有时原子是电中性的,有时它们是电中性的。 所以科学家推断:电子肯定不是一个固体球体,它的内部嵌有电子。 原子是电中性的这一事实意味着原子内部有一种带正电的物质可以抵消电子的电荷。

原子的带电性是指原子内部正负电荷的比例不平衡,或者内部正电荷多一点会导致原子整体带正电荷,反之亦然。 从那时起,科学家们就已经知道原子是由电子和内部带正电的物质组成的。 那么就要思考这些电荷是如何分布的,进而掀起各种预测原子模型的浪潮! 比如汤姆森的“葡萄干面包”模型,认为原子内部的正负电荷像葡萄干面包一样均匀分布在原子内部。 后来卢瑟福通过大量的α粒子散射实验得出结论,原子内部有一个原子核,带正电,还有一群带负电的电子在核外绕行,就像行星绕恒星运行一样,服从圆形 议案的规则。

事实上,物理学中对原子内部的理解发展到卢瑟福的时代,仍然停留在经典力学中。 但很快科学家发现,根据麦克斯韦的电磁理论,电子绕原子核运动会发射电磁波,这是一种能量损失。 根据行星围绕恒星运行的逻辑推理,能量减少的电子将不可避免地落在原子核上。 这个过程会发生在宇宙的早期,一群电子不可能在宇宙中所有原子核之外做圆周运动。

基于简单的哲学概念,物理学家认为,如果一个事物是不稳定的并改变了它的状态,那么它的变化必然是由内部因素决定的。 不能再细分的物质是稳定不变的。 如果可以更改,则证明其内部一定有一个较小的结构在起作用。 夸克存在的第一个理论预测是 Gell-Mann 和 Zweig,他们在 1964 年提出了相应的夸克模型。直到 1968 年,斯坦福直线加速中心进行的深度非弹性散射实验才发现有更小的点 在质子内部,因此质子具有内部结构这一事实是确定的事实,而这些点就是夸克。

夸克有内部结构吗? 现代物理学的观点是:不! 因为夸克已经是最小的物质,所以属于基本粒子。 在标准模型中,基本粒子是最小的粒子,不能再细分,所以物质到夸克的细分就结束了。 或者严格来说,夸克的内部结构在人类目前的物理框架中是未知的或未经证实的弦! 很多人可能很难相信,物质的终点是夸克吗? 无论是情感上还是理性上,人们都难以接受。

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