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夸克是怎么被发现的？
夸克,粒子,质子夸克是怎么被发现的？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
夸克是怎么被发现的？
问题补充： 科学家如何确定夸克的存在？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
在回答这个问题前，对“发现”这个词，应该先明确一下。
生活中，发现（观察）就是看到、听到、摸到等，也就一个对象能被人类的感官明确地感觉到。这种感觉应该满足几个要求：第一，感官正常的人都能感觉到，不依赖于观察者；第二，满足同样的客观条件下，总能被观察到，不依赖于时间和地点。
研究中的发现（观察）应该具有以上的基本两个特点，但是也有所不同。第一，不再局限于感官直接感知。比如，看到可见光的时候，人会有明亮和颜色的反应；但是其它的电磁波人是看不到的，但是如果观察到它们的效应，我们也认为是看到了这类电磁波，例如，红外线的热效应，紫外线对荧光物质的作用，X 射线成像，微波通讯等。第二，观察者对于被观察者的影响有时不能忽略。比如，我们向一个黑屋子里扔乒乓球并统计弹回的乒乓球的数据来推断屋里有某个物体及其特点，总得假设乒乓球远小于这个物体，从而认为乒乓球对该物体的影响可以忽略；如果这个屋子里的物体就是乒乓球，那么推断过程会比较困难。这种困难，在粒子物理中会比较典型，量子力学发展史上的这类讨论非常多。
下图著名的卢瑟福散射实验，就是一个丢乒乓球的典型例子，把 alpha 粒子射向金箔（金原子），根据散射的 alpha 粒子来推断金原子的结构。这个实验确立了现代原子模型的基础。
粒子物理中的观察过程，比如夸克的发现，也必须满足以上的两个要求：第一，不依赖于观察者，第二，不依赖于时间和地点。
再说夸克的发现。当人类发现了质子、中子、电子后，又发现了一系列的“基本”粒子：上百种的介子和重子，这时候，大家都开始怀疑，这些粒子难道真的都是基本的？回想下元素周期表发现时的情形，这多么相似。
然后，就有人提出各种分类方法，和对元素的处理方式一样，试图找到规律，找到这些粒子的内部结构。最后胜出的是夸克模型。根据实验和理论的发展，夸克种类从三种增加到六种，又加上了颜色，变成三六十八种，考虑到反粒子，总数三十六种。夸克模型可以解释已发现大量介子和重子，并且预研了新的粒子，并被实验所观察到。所以夸克模型是一个成功的模型。但是，人们希望能“看”到一个夸克。
实验上寻找夸克是一个更传奇的过程。虽然到现在也没找到自由的夸克，但是我们的确看到了夸克存在的效应。具体还是散射实验，比如用电子去打质子，“看”到了质子的结构，符合夸克模型的预言；再比如正负电子湮灭实验中观察到三喷注现象，可以用夸克和胶子喷注完美解释。后来，理论的发展可以解释为什么无法观察到自由夸克后，这种无法直接被“看”到的基本粒子也就被大多数人所接受。
下图是一个四喷注事例（也就是四个夸克事例）在探测器中的行为。
到目前为止，实验上无法在10^(-18)米的尺度以上“看”到夸克的内部结构，故将其视为基本粒子。也许，随着实验条件的改善，夸克的角色会发生变化，不再“基本”，也未可知。
回答于 2019-09-11 08:43:50
原创思想，准确地说，所谓分数电荷的夸克不过是盖尔曼躲在象牙塔里，冥思苦想出来的产物，迄今为止，恐怕夸克是最复杂的粒子物理理论，然而根本就没有发现过分数电荷的单个夸克，后来，维尔切克先生又牵强附会扯淡一个所谓的渐进自由，又获得诺奖，可不仅仅杜撰的夸克没有找到，连所谓的胶子也没有找到，说得好听一点，夸克是个半拉子工程，说得难听一点，根本就是子虚乌有! 夸克的演出，应该谢幕了！
回答于 2019-09-11 08:43:50
据资料显示，五十五年前的1964年，两位物理学家独立提出了被称为夸克的亚原子粒子的存在。
物理学家默里·盖尔曼和乔治·茨威格正在独立研究粒子物理中强相互作用对称性的理论。在这个框架内，他们提出强相互作用粒子——强子——的重要性质可以解释，如果它们是由组成粒子组成的话。
1961年，默里·盖尔曼提出了一种对称方案，他称之为八重法，这是基于数学对称性称为SU(3)。把强子分成两大类，就像周期表把化学元素分类一样，他获得了1969年诺贝尔物理学奖。
默里·盖尔曼在这项工作的基础上建立了一个新模型，该模型可以成功描述质子和中子的磁性。但是默里·盖尔曼的模型要求存在三种新的基本粒子，他称之为“夸克”。
默里·盖尔曼说，他首先想出了“夸克”这个读音，后来在詹姆斯·乔伊斯的作品《芬尼根守灵夜》中偶然发现了“三个夸克代表集合记号”这个短语。乔伊斯大概是想让这个词和“马克”押韵，从那以后人们在发音上就有了分歧。
物理学家乔治·茨威格在书中提出:“介子和重子都是由一组三个叫做ace的基本粒子构成的。”虽然茨威格对粒子的命名不成立，但他表明强子的一些性质可以通过将它们视为其他组成粒子的三倍来解释。
默里·盖尔曼夸克和茨威格ace必须具有与电子或质子相等的电荷，这表明对这些成分的实验研究将揭示它们是否存在。
1968年，麻省理工学院和SLAC大学的斯坦福直线加速器中心(SLAC)一系列电子质子散射实验在美国揭示了核子有内部结构的最初迹象。实验小组向质子发射电子，观察电子是如何弹开的。散射模式被认为是由质子内部的点状粒子引起的。在随后的几年里，通过将这些结果与欧洲粒子物理研究所中微子散射的其他结果相结合在，很明显这些成分确实对1/3和2/3有符合之处。
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