问题标题:
【光子和夸克有联系吗?按照哲学思辩,事物存在普遍的联系,那到底光子和夸克有没有呢?当正负电子发生相互作用会产生光子,同时两个电子的质量转化为光子的能量.而夸克可以组成很多粒子】
问题描述:
光子和夸克有联系吗?
按照哲学思辩,事物存在普遍的联系,那到底光子和夸克有没有呢?当正负电子发生相互作用会产生光子,同时两个电子的质量转化为光子的能量.而夸克可以组成很多粒子的.
曲广吉回答:
夸克是一种粒子说的模型,然而物质都是同时具有粒子性和波动性的.在夸克模型之后还出现了色子说和弦理论.
虽然夸克模型当时取得了许多成功,但也遇到了一些麻烦,如重子的夸克结构理论认为,象Ω-和Δ++这样的重子可以由三个相同夸克组成,且都处于基态,自旋方向相同,这种在同一能级上存在有三个全同粒子的现象是违反泡利不相容原理的.泡利不相容原理说的是两个费米子是不能处于相同的状态中的.夸克的自旋为半整数,是费米子,当然是不能违反泡利原理的.但物理学家自有办法,你不是说三个夸克全同吗?那我给它们来个编号或着上“颜色”(红、黄、蓝),那三个夸克不就不全同了,从而不再违反泡利原理了.的确,在1964年,格林伯格引入了夸克的这一种自由度——“颜色”的概念.当然这里的“颜色”并不是视觉感受到的颜色,它是一种新引入的自由度的代名词,与电子带电荷相类似,夸克带颜色荷.这样一来,每味夸克就有三种颜色,夸克的种类一下子由原来的6种扩展到18种,再加上它们的反粒子,那么自然界一共有36种夸克,它们和轻子(如电子、μ子、τ子及其相应的中微子)、规范粒子(如光子、三个传递控制夸克轻子衰变的弱相互作用的中间玻色子、八个传递强(色)相互作用的胶子)一起组成了大千世界.夸克具有颜色自由度的理论得到了不少实验的支持,在70年代发展成为强相互作用的重要理论——量子色动力学.
如果你担心组成你的光子会分解蜕变,将你变成一堆基本粒子和自由能量,那大可不必为此着急.各种观察和试验表明,光子的稳定时间至少在10的33次方年.然而,许多物理学家认为,如果这三种原子力确实是单个统一场的不同表现形式,前文所说的神秘变化的超大玻色子就会不时从夸克中演化出来,使夸克及其组成的光子衰退.
如果一开始你认为这些物理学家脑子出了毛病,那也是情有可原的,因为按理说微小的夸克不可能生成比它重这么巨大倍数的玻色子.但根据海森伯的测不准原理,我们不可能同时知道一个粒子的动量和位置,这就间接使这样一个大胆命题可以成立.因此,一个巨大的玻色子在一个夸克中生成,在很短时间内形成一个光子并使光子衰变是可能的.
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