基本介紹
- 中文名：夸克禁閉
- 外文名：quark confinement
- 別稱：色禁閉
- 特點：使得總色荷為零
簡介,產生,夸克,強相互作用,
簡介
夸克禁閉是一種物理現象，描述夸克不會單獨存在。由於強相互作用力，帶色荷的夸克被限制和其他夸克在一起（兩個或三個組成一個粒子），使得總色荷為零。夸克之間的作用力隨著距離的增加而增加，因此而不能發現單獨存在的夸克。
產生
夸克是在宇宙產生10-10秒後產生的，那時宇宙的溫度已經下降到低於100GeV，這是產生成對的W和Z粒子的門檻。從那個時候起，W和Z粒子接過了進行粒子間弱相互作用的任務而且也不會單獨存在，除非在它們產生的地方（短暫的）。宇宙誕生後約10-6~10-3秒之間，其溫度降到夸克不再有足夠的能量自由漫遊的程度，而是兩個或三個約束在一起。宇宙誕生大約1微秒後，可用能量低於幾百TeV，夸克和反夸克凝聚成重子和反重子。夸克等離子階段在宇宙起源10-4秒後就結束了。
夸克
夸克（英語：quark，又譯“層子”或“虧子”）是一種基本粒子，也是構成物質的基本單元。夸克互相結合，形成一種複合粒子，叫強子，強子中最穩定的是質子和中子，它們是構成原子核的單元。由於一種叫“夸克禁閉”的現象，夸克不能夠直接被觀測到，或是被分離出來；只能夠在強子裡面找到夸克。因為這個原因，人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。
夸克有六種“味”，分別是上、下、粲、奇、底及頂。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程，來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因，上及下夸克一般來說很穩定，所以它們在宇宙中很常見，而奇、粲、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生（例如宇宙射線及粒子加速器）。
夸克有著多種不同的內在特性，包括電荷、色荷、自旋及質量等。在標準模型中，夸克是唯一一種能經受全部四種基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有時會被稱為“基本力”（電磁相互作用力、萬有引力、強相互作用力及弱相互作用力）。夸克同時是現時已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子，叫反夸克，它跟夸克的不同之處，只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。
夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出。引入夸克這一概念，是為了能更好地整理各種強子，而當時並沒有什麼能證實夸克存在的物理證據，直到1968年SLAC開發出深度非彈性散射實驗為止。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到；而於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克，是最後發現的一種。
強相互作用
強相互作用可以在二個地方看到：較大的尺度（約1至3飛米）下，強相互作用將質子及中子結合成為原子的原子核，較小的尺度（約0.8飛米，約為核子的尺寸）下，強相互作用將夸克結合，成為質子、中子或其他強子。強相互作用的作用力非常強，大到束縛一個夸克的能量可以轉換為新的夸克對的質量，強相互作用的這個性質稱為夸克禁閉。
強相互作用是唯一強度不會隨距離減小的作用力，但因為夸克禁閉，夸克會限制和其他夸克在一起，形成的強子之間會有殘留的強相互作用，也稱為核力，核力會隨距離而迅速減少。撞擊原子核釋放的部分束縛能和產生的核力有關，而核力也用在核能及核聚變式的核武器中。
