所有的中子都是由三個夸克組成的,反中子則是由三個相應的反夸克組成的,比如質子,中子。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。至1967年,科學家透過SLAC直線加速器進行的深度非彈性散射實驗,首度為這種夸克的存在提供了證據。
歷史
在粒子物理學的發展初期(20世紀前半),質子、中子、Π介子等等強子都被視為基本粒子。可是,隨著更多新強子被發現,粒子園也跟著擴張,從1930年代與1940年代的幾種粒子擴張至1950年代的幾十種粒子。可是,物理學者并不清楚它們彼此之間的關系。
1961年,默里·蓋爾曼與瑜法爾·尼曼分別獨立地提出一種稱為八重道的分類系統,以數學術語來說,就是SU(3)味對稱性。
這種分類系統將各種強子組織成同位旋多重態,然而,它背后的物理理論并不明朗。
1964年,蓋爾曼與喬治·茨威格分別獨立地提出夸克模型,其最初僅僅描述了上夸克、下夸克與奇夸克的物理行為可是,雖然夸克模型解釋了八重道,并沒有任何實驗直接證實了夸克的存在。1968年,在斯坦福直線加速器中心,深度非彈性散射實驗揭露,質子擁有內在結構,質子是由三個更為基礎的粒子組成,從而夸克模型被公認為正確無誤。
最初,人們很不愿接受這事實,他們比較喜歡理查德·費曼的部分子模型。隨著時間流易,夸克理論漸漸被人們接受。
研究背景
上夸克的存在最先于1964年提出,當時Gell-Mann及Zweig制成了夸克模型。至1967年,透過SLAC直線加速器進行的深度非彈性散射實驗,首度為這種夸克的存在提供了證據。
組成結構
一個中子由兩個下夸克和一個上夸克構成,根據粒子物理學的標準模型理論,上下夸克是構成核子的基本元素,質子擁有兩顆上夸克和一顆下夸克,而中子則有一顆上夸克和兩顆下夸克。上夸克(Up quark,簡稱u)是第一代夸克分類的一種。它擁有的電荷,也是最輕的夸克,凈質量介乎1.5到4MeV之間。
理化性質
事實上,一顆核子的質量是以夸克間的膠子力主導,而非夸克本身的質量。上夸克的自旋為;同位旋為;同位旋分量為;超荷;奇異數、數、底數和頂數皆是0。
質量
盡管上夸克極為常見,物理學者并不明確它的裸質量,其數值大概是在1.8與之間使用格點色動力學計算可以給出比較準確的數值:。
夸克的質量不能夠做實驗直接測量,因此是相當難決定的數量。在介子或重子里,夸克的有效質量會變得很大,這是源自于夸克與夸克之間的膠子場所造成的結合能,注意到狹義相對論允許能量與質量之間的相互轉換。由于上夸克的裸質量很小,它不能被直接計算出來。
參考資料 >