最小的物质是?

原子核分中子和质子,那中子和质子可以再分下去吗

据目前的研究认为,最小的物质是夸克。中字可以分成两个下夸克和一个上夸克,质子可以分成两个上夸克和一个下夸克。

1.中子的概念是由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福提出,中子的存在是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中证实的。

中子是组成原子核的核子之一。中子是组成原子核构成化学元素不可缺少的成分(注意:氕原子不含中子),虽然原子的化学性质是由核内的质子数目确定的,但是如果没有中子,由于带正电荷质子间的排斥力(质子带正电,中子不带电),就不可能构成除只有一个质子的氢之外的其他元素。中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。

2.英国物理学家欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核,注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器纪录到氢核的迹象。质子命名为proton,这个单词是由希腊文中的“第一”演化而来的。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子,因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦(Eugene Goldstein)就已经注意到阳极射线是由正离子组成的。但他没有能够分析这些离子的成分。卢瑟福发现质子以后,又预言了不带电的中子存在。

3.夸克是一种基本粒子,也是构成物质的基本单元。夸克互相结合,形成一种复合粒子,叫强子,强子中最稳定的是质子和中子,它们是构成原子核的单元。由于一种叫“夸克禁闭”的现象,夸克不能够直接被观测到,或是被分离出来;只能够在强子里面找到夸克。就是因为这个原因,我们对夸克的所知大都是来自对强子的观测。

所有的中子都是由三个夸克组成的,比如质子,中子;反中子则是由三个相应的反夸克组成的。质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。

夸克有着多种不同的内在特性,包括电荷、色荷、自旋及质量等。在标准模型中,夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有时会被称为“基本力”(电磁、引力、强相互作用及弱相互作用)。夸克同时是现时已知唯一一种基本电荷非整数的粒子。夸克每一种味都有一种对应的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之处,只在于它的一些特性跟夸克大小一样但正负不同。

参考资料

中子(物理名词)_百度百科:https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E5%AD%90/466557?fr=aladdin

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第1个回答  2015-04-25
夸克! 追问: 真的有夸克吗?还没证实对吧? 回答: 19世纪接近尾声的时候,玛丽·居里打开了原子的大门,证明原子不是物质的最小粒子。很快科学家就发现了两种亚原子粒子:电子和质子。1932年,詹姆斯·查德威克发现了中子,这次科学家们又认为发现了最小粒子。 20世纪30年代中期发明了粒子加速器,科学家们能够把中子打碎成质子,把质子打碎成为更重的核子,观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代,唐纳德·格拉泽(Donald Glaser)发明了“气泡室”,将亚原子粒子加速到接近光速,然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子(氢原子核)后,质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时,都会留下一个极其微小的气泡,暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身,却可以看到这些气泡的踪迹。 气泡室图像上这些细小的轨迹(每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在)多种多样,数量众多,让科学家既惊奇又惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。 默里·盖尔曼1929年出生于曼哈顿,是个名副其实的神童。3岁时,他就能心算大数字的乘法;7岁拼单词比赛赢了12岁的孩子;8岁时的智力抵得上大部分大学生。可是,在学校里他感到无聊,坐立不安,还患有急性写作障碍。虽然完成论文和研究项目报告对他而言很简单,他却很少能完成。 尽管如此,他还是顺利地从耶鲁大学本科毕业,先后在麻省理工学院、芝加哥大学(为费米)工作,在普林斯顿大学(为奥本海默)工作。24岁时,他决定集中精力研究气泡室图像里的奇怪粒子。通过气泡室图像,科学家可以估测每个粒子的大小、电荷、运动方向和速度,但是却无法确定它们的身份。到1958年,有近100个名字被用来鉴别和描述这些探测到的新粒子。 默里·盖尔曼认为,如果应用关于自然的几种基本概念,就可能会弄清楚这些粒子。他先假定自然是简单、对称的。他还假定像所有其他自然界中的物质和力一样,这些亚原子粒子是守恒的(即质量、能量和电荷在碰撞中没有丢失,而是保存了下来)。 用这些理论作指导,盖尔曼开始对质子分裂时的反应进行分类和简化处理。他创造了一种新的测量方法,称为“奇异性(strangness)”。这个词是他从量子物理学引入的。奇异性可以测量到每个粒子的量子态。他还假设奇异性在每次反应中都被保存了下来。 盖尔曼发现自己可以建立起质子分裂或者合成的简单反应模式。但是有几个模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意识到如果质子和中子不是固态物质,而是由3个更小的粒子构成,那么他就可以使所有的碰撞反应都遵循简单的守恒定律了。 经过两年的努力,盖尔曼证明了这些更小的粒子肯定存在于质子和中子中。他将之命名为“k-works”,后来缩写为“kworks”。之后不久,他在詹姆斯·乔伊斯(James Joyce)的作品中读到一句“三声夸克(three quarks)”,于是将这种新粒子更名为夸克(quark)。 美国麻省理工学院(MIT)的杰罗姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德尔(Henry kendall)和斯坦福直线加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor),因1967年至1973年期间在斯坦福(Stanford)利用当时最先进的二公里电子直线加速器就电子对质子和中子的深度非弹性散射所做的一系列开创性的实验工作而荣获1990年诺贝尔物理奖.这说明,人们在科学上最终承认了夸克的存在. 加拿大人泰勒于1950年获得理学学士学位,1652年获得硕士学位,1962年在斯坦福获得博士学位,1968年成为斯坦福直线加速器中心的副教授,1970年提升为教授.美国人弗里德曼于1950年在芝加哥大学获得学士学位,1953年获得硕士学位,1956年获得博士学位,1960年他以副教授的身份来到麻省理工学院,1967年升为教授,1983—1988年任该院物理系主任.美国人肯德尔于1950年从阿姆海斯特学院获得学士学位,1954年在麻省理工学院获物理学博士学位,两年后任斯坦福的副教授,1967年在麻省理工学院任教授. 斯坦福直线加速器中心所做的实验与卢瑟福(E·Rutherford)所做的验证原子核式模型的实验类似.正象卢瑟福由于大量α粒子的大角度散射现象的观察,预言原子中有核存在一样,斯坦福直线加速器中心由前所未料的大量电子的大角度散射现象,证实核子结构中有点状组分,这种组分现在被理解为夸克. 盖尔曼(M·Gell—Mann)于1964年己预言过夸克的存在,与此同时,加利福尼亚理工学院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也独立地提出了这一预言.在斯坦福直线加速器中心——麻省理工学院所做的实验之前,没有人能拿出令人信服的动力学实验来证实质子和中子中有夸克存在.事实上,在那段时期理论学家对强子理论中夸克所扮演的角色还不清楚.正如乔尔斯考格(C·Jarlskog)在诺贝尔颁奖仪式上向瑞典国王介绍获奖者时所说的那样,“夸克假说不是当时唯一的假说.例如有一个叫‘核民主’的模型,认为没有任何粒子可以被叫做基本单元,所有粒子是同等基本的,是相互构成的.” 1962年斯坦福开始建造大的直线加速器,它的能量为10—20GeV,经过一系列改进后,能量可达到50GeV.两年后,斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基(W·Panofsky)得到几个年轻物理学家的支持,这些人在他担任斯坦福高能物理实验室主任时和他共过事,泰勒就是其中一员,并担任了一个实验小组的领导.不久弗里德曼和肯德尔也加入进来,他俩那时是麻省理工学院的教师,他们一直在5GeV的剑桥电子加速器上做电子散射实验,这个加速器是一个回旋加速器,它的容量有限.但是在斯坦福将有20GeV的加速器,它可以产生“绝对强”的射线束、高的电流密度和外部射线束.加利福尼亚理工学院的一个小组也加入合作,他们的主要工作是比较电子——质子散射和正电子——质子散射.这佯,来自斯坦福直线加速器中心、麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的科学家组成了一支庞大的研究队伍(这支队伍称作A组).他们决定建造两个能谱仪,一个是8GeV的大接受度能谱仪,另一个是20GeV的小接受度能谱仪.新设计的能谱仪和早期的能谱仪不同的地方是它们在水平方向用了直线一点聚焦,而不是旧设备的逐点聚焦.这种新设计能够让散射角在水平方向散开,而动量在垂直方向散开.动量的测量可以达到0.1%,散射角的精度可以达到0.3毫弧度. 在那时,物理学的主流认为质子没有点状结构,所以他们预料散射截面将随着q2的增加迅速减小(q是传递给核子的四维动量).换句话说,他们预想大角度散射将会很少,而实验结果出乎意料的大.在实验中,他们使用了各种理论假设来估算计数率,这些假设中没有一个包括组元粒子.其中一个假设使用了弹性散射中观察到的结构函数,但实验结果和理论计算相差一个到两个数量级.这是一个惊人的发现,人们不知道它意味着什么.世界上没有人(包括夸克的发明人和整个理论界)具体而确切地说:“你们去找夸克,我相信它们在核子里.”在这种情况下,斯坦福直线加速器中心的理论家比约肯(J·Biorken)提出了标定无关性的思想.当他还是斯坦福的研究生时,就和汉德(L·Hand)一起完成了非弹性散射运动学的研究.当比约肯1965年2月回到斯坦福时,由于环境的影响,自然又做起有关电子的课题.他记起1961年在斯坦福学术报告会上听斯格夫(L·Schiff)说过,非弹性散射是研究质子中瞬时电荷分布的方法,这个理论说明了电子非弹性散射怎样给出原子核中中子和质子的动量分布.当时,盖尔曼把流代数引进场论,抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系.阿德勒(S·Adler)用定域流代数导出了中微子反应的求和规则.比约肯花了两年时间用流代数研究高能电子和中微子散射,以便算出结构函数对整个求和规则的积分,并找出结构函数的形状和大小.结构函数W1和W2一般来说是两个变量的函数.这两个变量是四维动量转移的平方q2和能量转移v,比约肯则认为,结构函数W2仅仅依赖于这些变量的无因次比率ω=2Mv/q2(M表示质子质量),即vW2=F(ω),这就是比约肯标度无关性.在得出标度无关性时,他用了许多并行的方法,其中最具有思辩性的是点状结构.流代数的求和规则暗示了点状结构,但并不是非要求点状结构不可.然而比约肯根据这种暗示,结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念,自然地得出了结构函数标定无关性. 标定无关性提出后,很多人不相信.正如弗里德曼所说:“这些观点提出来了,我们并不完全确认.他是一个年青人,我们感到他的想法是惊人的.我们预料看不到点状结构,他说的只是一大堆废话.”1967年末和1968年初,关于深度非弹性散射的实验数据已开始积累.当肯德尔把崭新的数据分析拿给比约肯看了以后,比约肯建议用标度无关变量ω来分析这些数据.按照旧方法描出的图,肯德尔说:“数据很散,就象鸡的爪印一样布满坐标纸.按比约肯的方法(vW2对ω)处理数据时,它们就用一种强有力的方式集中起来.我记起当时巴尔末发现他的经验关系时的感受——氢光谱的波长被绝对精确的拟合.”1968年8月,在第十四届国际高能物理会上,弗里德曼报告了第一个结果,潘诺夫斯基作为大会的领导很犹豫地提出了核子点状结构的可能性. 当从20GeV的能谱仪收集到6°和10°散射的数据后,A组就着手用8GeV能谱仪做18°、26°和34°的散射.根据这些数据发现第二个结构函数W1也是单一变量ω的函数,也就是说遵守比约肯标度无关性.所有这些分析结果,直到今天仍然是正确的,即使经过更精确的辐射修正,其结果的差异也不大于1%.从1970年开始,实验者们用中子作了类似的散射实验,在这些实验中,他们交替用氢(质子)和氘(中子)各做一个小时的测量以减小系统误差. 早在1968年,加利福尼亚理工学院的R·费因曼已经想到强子是由更小的“部分子”组成的.同年8月他访问斯坦福直线加速器中心时,看到了非弹性散射的数据和比约肯标度无关性.费因曼认为部分子在高能相对论核 也就是说结构函数与部分子的动量分布是相关的.这是一个简单的动力学模型,又是比约肯观点的另一种说法.费因曼的工作大大刺激了理论工作,几种新的理论出现了.在凯兰(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋紧密相关后,斯坦福直线加速器中心—麻省理工学院 尔曼对夸克的要求,从而淘汰了其它的假设.中子的数据分析清楚地显示出中子产额不同于质子产额,这也进一步否定了其它的理论假设. 一年以后,在欧洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非弹性散射,对斯坦福直线加速器中心的实验结果做了有力的扩展.为了考虑夸克之间的电磁相互作用和中微子之间弱流相互作用的区别,把斯坦福直线加速器中心对 与斯坦福直线加速器中心的数据完全符合.后来的μ子深度非弹性散射、电子—正电子碰撞、质子—反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克—夸克相互作用.所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构. 物理学界接受夸克用了好几年的时间,这主要是由于夸克的点状结构与它们在强子中的强约束的矛盾.正象乔尔斯考格在诺贝尔颁奖仪式上所说的那样,夸克理论不能完全唯一地解释实验结果,获得诺贝尔奖的实验表明质子还包含有电中性的结构,不久发现这就是“胶子”.在质子和其它粒子中胶子把夸克胶合在一起.1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鲍里泽尔(H·D·Politzer)独立地发现了非阿贝尔规范场的渐近自由理论.这种理论认为,如果夸克之间的相互作用是由色规范胶子引起的,夸克之间的耦合在短距离内呈对数减弱.这个理论(后来被叫做量子色动力学)很容易地解释了斯坦福直线加速器中心的所有实验结果.另外,渐近自由的反面,远距离耦合强度的增加(叫红外奴役)说明了夸克禁闭的机制.夸克之父,盖尔曼1972年在第十六届国际高能物理会议上说:“理论上并不要求夸克在实验室中是真正可测的,在这一点上象磁单极子那样,它们可以在想象中存在.”总之,斯坦福直线加速器中心的电子非弹性散射实验显示了夸克的点状行为,它是量子色动力学的实验基础.
第2个回答  2020-05-04

原子核由中子和质子组成;

1964年,美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格发现了组成质子和中子的更基本的单元——夸克,无论是质子还是中子,都由夸克组成;

根据超弦理论,夸克还由一种更小的物质组成——弦

至此,微观世界进入高维度世界,在这里,物质的形态越来越卷曲。为什么高维度空间相比低维度空间来说是卷曲的呢?

我们把常见的一小部分宇宙空间看做一张纸,其中穿越时空的路径——虫洞,就如同把宇宙这张纸弯折起来,这样纸上的两个本来相距甚远的点便近如咫尺了。此时处在四维状态的虫洞在三维空间的基础上产生了扭曲,同时也增高了一个维度——从三维变成了四维

同样,想要突破大小的极限,也有一个例子:把一张纸放入一个瓶子,纸的任何一边都要比瓶子的直径要长,那么纸在瓶子里的形状便别无选择,它只能是弯曲的。同一个意思,弦想要突破质量的极限,把自己塞进已经很小很小的夸克中,那么它也要扭曲而不得已地上升它的维数

这应该也就是为什么“微观世界里面会有十一个维度”了

所以如果问已知最微小、最基本的物质是什么,回答就是:弦

第3个回答  2015-04-26
中微子 追问: 证实过了吗? 回答: 中微子非常的小,而且课本上也有,最近几年才发现的,还有中微子存在时间只有 几万分之一微秒 必质子小太多了 应该算吧 追问: 中微子是中子分出来的还是质子分出来的? 回答: 不是,中微子是在一些试验中发现的,只能证明它的存在,无法捕捉到 还有 光子 就是爱因斯坦说的,阳光是由微小的粒子组成的,你可以想象一下光子有多小本回答被提问者采纳
第4个回答  2019-01-12
最大的是星球,最小的是夸克,不过貌似弦理论有新的说法...
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