作者简介：陈少毅，汉族。1962年5月4日出生，大学本科学历，中教高级职称，高级中学教师，现已退休。

第三节、盖尔曼的夸克理论

一、夸克理论介绍

一个质子和一个反质子在高能下碰撞，产生了一对几乎自由的夸克。所有的中子都是由三个夸克组成的，反中子则是由三个相应的反夸克组成的，比如质子，中子。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。夸克理论即研究夸克相关性质的理论。

理论提出

20世纪60年代，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克(quark)组成的，很多中国物理学家称其为“层子”。它们具有分数电荷，是电子电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2.夸克一词是盖尔曼取自J·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“为马克检阅者王，三声夸克”．夸克在该书中具有多种含义，其中之一是一种海鸟的叫声．他认为：这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法，同时他也指出这只是一个笑话，这是对矫饰的科学语言的反抗．另外，也可能是他喜欢鸟类的原因．

理论解释

最初解释强子相互作用粒子的理论需要三种夸克，叫做夸克的三种味，它们分别是上夸克(up,u)、下夸克(down,d)和奇异夸克(strange,s)。1974年发现了J/ψ粒子，要求引入第四种夸克：粲夸克(魅夸克)(charm,c)。1977年发现了Υ粒子，要求引入第五种夸克：底夸克(bottom,b)。

1994年发现第六种夸克：顶夸克(top,t)，人们相信这是最后一种夸克。 夸克理论认为，所有的重子都是由三个夸克组成的，反重子则是由三个相应的反夸克组成的。比如质子(uud)，中子(udd)。夸克理论还预言了存在一种由三个奇异夸克组成的粒子(sss)，这种粒子于1964年在氢气泡室中观测到，叫做负ω粒子。

分类

夸克按其特性分为三代，如下表所示：

符号中文名称 英文名称 电荷(e) 质量(GeV/c^2)

u 上夸克 up +2/3 0.004

d 下夸克 down -1/3 0.008

c 粲(魅)夸克charm +2/3 1.5

s 奇夸克 strange -1/3 0.15

t 顶夸克 top +2/3 176

b 底夸克 bottom -1/3 4.7

电荷（electric charge） ，为物体或构成物体的质点所带的正电或负电，带正电的粒子叫正电荷（表示符号为“+”），带负电的粒子叫负电荷（表示符号为“﹣”）。也是某些基本粒子(如电子和质子)的属性，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

      二、疑点：夸克理论中没有用的夸克都找到了，理论中有用的上夸克和下夸克都没有找到，“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法。实在是找不到了于是就搞出了个夸克禁闭。是找不到还是根本就不存在？把发现的四种粒子s、c、t、b归纳为四种夸克，它们与夸克理论有关吗？哪些原子是由s、c、t、b形成的？s、c、t、b能证明上下夸克的存在吗？