[科普中國(guó)]-下夸克

下夸克（down quark）是一種基本粒子。在所有的夸克中，下夸克是質(zhì)量第二小的夸克，只比上夸克的質(zhì)量大。組成原子核的中子與質(zhì)子都是由下夸克與上夸克共同形成。和所有夸克一樣，下夸克是一種費(fèi)米子，自旋為12，且可以感受到所有四種基礎(chǔ)作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用與弱相互作用。下夸克的反粒子是反下夸克。下夸克帶有負(fù)電荷，反下夸克帶有正電荷。

簡(jiǎn)介下夸克（down quark）是一種基本粒子。在所有的夸克中，下夸克是質(zhì)量第二小的夸克，只比上夸克的質(zhì)量大。組成原子核的中子與質(zhì)子都是由下夸克與上夸克共同形成。和所有夸克一樣，下夸克是一種費(fèi)米子，自旋為12，且可以感受到所有四種基礎(chǔ)作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用與弱相互作用。下夸克的反粒子是反下夸克。下夸克帶有負(fù)電荷，反下夸克帶有正電荷。1

歷史在粒子物理學(xué)初期（二十世紀(jì)前半期），質(zhì)子、中子、π介子等等強(qiáng)子類(lèi)粒子都被認(rèn)為是基本粒子。然而隨著更多強(qiáng)子被發(fā)現(xiàn)，粒子園從1930年代早期與1940年代的幾個(gè)粒子增加到1950年代的幾十個(gè)粒子。物理學(xué)者起初并不清楚它們彼此之間的關(guān)系，直到1961年，由于默里·蓋爾曼與尤瓦爾·內(nèi)埃曼各自獨(dú)立地提出一種強(qiáng)子分類(lèi)方案，稱(chēng)為“八重道”，利用SU(3)味對(duì)稱(chēng)性，這問(wèn)題才獲得解決。

八重道將強(qiáng)子組織為不同的同位旋多重態(tài)，然而，物理學(xué)者仍不清楚這分類(lèi)方案背后的物理原理。1964年，蓋爾曼與喬治·茨威格各自獨(dú)立的提出夸克模型，在那時(shí)只涉及到上夸克、下夸克與奇夸克。盡管夸克模型能夠合理地解釋八重道，但在那時(shí)并沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)證據(jù)。1968年，物理學(xué)者在斯坦福直線加速器中心所做的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，終于證實(shí)了下夸克的存在。深度非彈性碰撞實(shí)驗(yàn)揭示了質(zhì)子具有次結(jié)構(gòu)：它是由三個(gè)更基礎(chǔ)的粒子組成，因此證實(shí)了夸克模型。

剛開(kāi)始，人們并不情愿把這三個(gè)基礎(chǔ)粒子辨識(shí)為夸克，而是青睞理查·費(fèi)曼的部分子模型。隨著時(shí)間演進(jìn)，夸克模型漸漸被廣泛接受（更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參閱條目J/ψ介子）。1

質(zhì)量雖然下夸克很常見(jiàn)，但下夸克的裸質(zhì)量尚未被準(zhǔn)確測(cè)定，應(yīng)該是在4.5與5.3MeV/c2之間。格點(diǎn)QCD方法所預(yù)測(cè)的數(shù)值更為精確：4.79±0.16MeV/c2。

在介子（由一個(gè)夸克與一個(gè)反夸克組成的粒子）或重子（由三個(gè)夸克組成的粒子）里，夸克的有效質(zhì)量會(huì)變得比較大，這都?xì)w因于夸克與夸克之間的膠子場(chǎng)所產(chǎn)生的結(jié)合能。例如，在質(zhì)子里，下夸克的有效質(zhì)量約為330MeV/c2。由于下夸克的裸質(zhì)量很小，它不能直接地被計(jì)算出來(lái)，因?yàn)楸仨殞⑾鄬?duì)論效應(yīng)納入考量。膠子場(chǎng)所媒介的強(qiáng)作用力之作用下，夸克的移動(dòng)速度約為光速的99.995%，相應(yīng)的洛倫茲因子約為100，所以，所有夸克的靜質(zhì)量總和僅為質(zhì)子或中子質(zhì)量的1%。1

參閱上夸克

同位旋

夸克模型

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)