上夸克

所有的中子都是由三個夸克組成的，反中子則是由三個相應的反夸克組成的，比如質子，中子。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。至1967年，科學家透過SLAC直線加速器進行的深度非彈性散射實驗，首度為這種夸克的存在提供了證據。

基本介紹

• 中文名：上夸克
• 外文名：up quark
• 套用：原子物理學
• 符號：u

歷史

在粒子物理學的發展初期（20世紀前半），質子、中子、Π介子等等強子都被視為基本粒子。可是，隨著更多新強子被發現，粒子園也跟著擴張，從1930年代與1940年代的幾種粒子擴張至1950年代的幾十種粒子。可是，物理學者並不清楚它們彼此之間的關係。1961年，默里·蓋爾曼與瑜法爾·尼曼分別獨立地提出一種稱為八重道的分類系統，以數學術語來說，就是SU(3)味對稱性。

這種分類系統將各種強子組織成同位旋多重態，然而，它背後的物理理論並不明朗。1964年，蓋爾曼與喬治·茨威格分別獨立地提出夸克模型，其最初僅僅描述了上夸克、下夸克與奇夸克的物理行為可是，雖然夸克模型解釋了八重道，並沒有任何實驗直接證實了夸克的存在。1968年，在斯坦福直線加速器中心，深度非彈性散射實驗揭露，質子擁有內在結構，質子是由三個更為基礎的粒子組成，從而夸克模型被公認為正確無誤。

最初，人們很不願接受這事實，他們比較喜歡理查·費曼的部分子模型。隨著時間流易，夸克理論漸漸被人們接受。

研究背景

上夸克的存在最先於1964年提出，當時Gell-Mann及Zweig製成了夸克模型。至1967年，透過SLAC直線加速器進行的深度非彈性散射實驗，首度為這種夸克的存在提供了證據。

組成結構

一個中子由兩個下夸克和一個上夸克構成，根據粒子物理學的標準模型理論，上下夸克是構成核子的基本元素，質子擁有兩顆上夸克和一顆下夸克，而中子則有一顆上夸克和兩顆下夸克。上夸克（Up quark，簡稱u）是第一代夸克分類的一種。它擁有+(2/3)e的電荷，也是最輕的夸克，淨質量介乎1.5到4 MeV之間。

理化性質

事實上，一顆核子的質量是以夸克間的膠子力主導，而非夸克本身的質量。上夸克的自旋為1/2；同位旋為1/2；同位旋分量為1/2；超荷+1/3；奇異數、粲數、底數和頂數皆是0。

質量

儘管上夸克極為常見，物理學者並不明確它的裸質量，其數值大概是在1.8與3.0MeV/c²之間使用格點色動力學計算可以給出比較準確的數值：2.01±0.14MeV/c²。

夸克的質量不能夠做實驗直接測量，因此是相當難決定的數量。在介子或重子里，夸克的有效質量會變得很大，這是源自於夸克與夸克之間的膠子場所造成的結合能，注意到狹義相對論允許能量與質量之間的相互轉換。由於上夸克的裸質量很小，它不能被直接計算出來。