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分子里面是原子,原子里面是中子、质子和电子,那质子、电子和中子里面分别是什么呢??

可能没有质子,那就不回答质子吧,有的话回答

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2018-08-31

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    一、 质子、中子不是点状粒子 对于物质结构的探索是科学的重要任务,自从有人类出现, 这种探索从来没有停止过。在19 世纪,人们逐渐弄清楚物质是 由分子原子构成的。1932年查德威克发现了中子,人们认识到原 子核应由质子和中子构成。
  人们对物质结构的研究就如剥笋一样 层层盘剥下去,每一个层次的发现,都是对物质结构认识的深化。   在原子核层次下面,质子和中子是否还有其内部结构呢? 质子和中子不是点粒子,它们都具有内部结构。
  在30年代, 理论物理学家认为作为核子的质子和中子是基本粒子,应该象点 粒子,根据狄拉克的相对论性波动方程,质子的磁矩是一个单位 核磁子,中子由于不带电,因而磁矩是零。  但出乎意料的是,实 验家斯特恩测得的质子磁矩却为5。
  6个单位核磁子,中子磁矩也不 是零,而是-3。82个单位核磁子,与点粒子理论相悖。这些都清楚地 说明质子、中子并不是我们想象的那样简单,它们可能是具有内 部结构的。60年代,霍夫斯塔特等人用高能电子轰击核子,证明 核子电荷呈弥散分布,核子的确具有内部结构[1]。
    既然核子并 不是点粒子,那么其内部的物质是怎样分布的呢?也许有三种情 形:或者核子内有一个硬核,核子象一枚桃子;或有许多颗粒, 象石榴一样有许多子;或没有颗粒,疏松如棉絮状。
  具体属哪一 种情形,要靠深度非弹性散射实验来作进一步决定。 深度非弹性散射实验指用极高能电子去撞击质子或中子,使 后者激发到一个个分立的能级即共振态,甚至达到使π介子离化 出来的连续激发态。  非弹性散射实验会改变质子、中子的静止质 量。
  实验表明,质子、中子内部有一个个点状的准自由的粒子, 它们携带有一定动量和角动量。那么质子、中子内的这些点状粒 子是什么呢?具有些什么性质? 二、 夸克模型 1964年,美国科学家盖尔曼(见右上图)提出了关于强子结 构的夸克模型。
    强子是粒子分类系统的一个概念,质子、中子都 属于强子这一类。“夸克”一词原指一种德国奶酪或海鸥的叫声。 盖尔曼当初提出这个模型时,并不企求能被物理学家承认,因而 它就用了这个幽默的词 。
  夸克也是一种费米子,即有自旋1/2 。 因为质子中子的自旋为1/2,那么三个夸克,如果两个自旋向上, 一个自旋向下,就可以组成自旋为1/2的质子、中子。  两个正反 夸克可宰槌勺孕牧W樱浅莆樽樱绂薪樽印? J/ψ子,后者由丁肇中等人于1974年发现,它实际上是由粲夸克 和反粲夸克组成的夸克对。
  凡是由三个夸克组成的粒子称为重子, 重子和介子统称强子,因为它们都参与强相互作用,故有此名。 原子核中质子间的电斥力十分强,可是原子核照样能够稳定存在, 就是由于强相互作用力(核力)将核子们束缚住的。
    由夸克模型, 夸克是带分数电荷的,每个夸克带 2/3e或-1/3e电荷(e为质子 电荷单位)。现代粒子物理学认为,夸克共有6种(味道),分 别称为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克,它 们组成了所有的强子,如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组 成,一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成,则上夸克带 2/3e电荷,下夸克带-1/3e电荷。
    上、下夸克的质量略微不同。 中子的质量比质子的质量略大一点点,过去认为可能是由于中子、 质子的带电量不同造成的,现在看来,这应归于下夸克质量比上 夸克质量略大一点点。 质子和中子的组成:一个质子由两个上夸克和一个下夸克 组成,一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成 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。

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