正文 第30章 誇克揭密(1 / 1)

我國古代哲學家莊子說:“一尺之棰,日取其半,萬事不竭。”指出了物質的無限可分性。但是,人們對物質的無限可分性,是逐步認識到的,誇克模式的提出,就是人的這一認識的深化。

在人們開始認識物質世界的時候,就提出了各種各樣的說法。古希臘的一些哲學家認為,世上各種各樣的物質,都是由一些永遠不變,不可再分的基本單位構成,他們把這種基本單位叫原子。直到16世紀後半葉才由物理學家證實了原子的存在。後來意大利科學家阿伏伽德羅又提出了分子學說,補充了道爾頓的原子論。由此人們便形成了這樣一種思維模式:物質由分子組成,分子由原子組成,原子不能再分。

到19世紀末,原子不可分的模式受到了衝擊,美國科學家湯姆遜發現了比原子小得多的粒子——電子。接著科學家們查明,原子中心有一個很小的原子核,有些電子圍著原子核運轉。到20世紀30年代,人們又發現了原子是由質子和中子組成的。質子帶正電,中子是電中性,二者比電子重1800多倍。後來在宇宙線中又發現了電子的反粒子——正電子,同電子一樣重,但帶正電。後來人們又發現,電磁波和光也是由叫光子的粒子組成。這樣,人們就發現了比原子更深入的一個新層次——屬質子、中子、電子一個層次的正電子、中微子、μ子、τ子等。人們以為發現了構成物質世界的最基本單位,因此就稱為基本粒子,認為他們是組成各種物質的永遠不變、不可再分的基本單位。

可是後來人們發現的一些現象說明,基本粒子並不“基本”,在強子內部,還應有更小、更基本的東西。

對此,日本物理學家阪田昌一於1956年提出了著名的阪田模型,認為強子是由質子、中子、Λ超子等三種基礎粒子及其反粒子組成。到了1964年,美國物理學家蓋爾曼改進了阪田模型,保留了三種“基礎粒子”,但不是質子、中子和Λ超子,而是由某種未知的、具有一定對稱性的東西——誇克組成。

為什麼叫誇克呢?說來誇克的命名還有一個有趣的故事。在英國小說家詹姆斯·喬埃斯的小說《勞尼根斯徹夜祭》中,有這樣幾句詩:

“誇克……誇克……誇克,”

三五海鳥把脖子伸直,

一齊衝著紳士馬克。

除了三聲“誇克”,

馬克一無所得:

除了冀求的目標,

全部都歸馬克。

至高無上的天帝,

把身子躲在雲裏,

窺視下界,

不由得連連歎息,

馬克先生啊,可笑可憐:

黑暗中拚命呼喚著——“我的襯衣,襯衣,”

為尋找那條沾滿汙泥的長褲,

蹣跚在公園深處,一步一跌。

小說描繪了勞恩先生的生活情況。他有時以馬克先生的麵目出現,誇克指海鳥的鳴叫聲,又指馬克的三個兒子,而馬克又時時通過兒子的行為來表現自己。蓋爾曼設想在一個質子裏包含著3個未知粒子,便隨意地給他取名為“誇克”。我國則習慣把“誇克”叫“層子”,意為是比電子、質子、中子這些基本粒子更下層的粒子。

蓋爾曼的誇克模式指出,這種粒子的最大特點是帶分數電荷,並設想可能存在三種誇克——質子誇克、中子誇克和奇異誇克。到1974至1976年間,有人又把誇克家族增加到6個,即粲誇克、上誇克、下誇克。

既然誇克存在,那它在哪裏呢!有人認為誇克像蹲監獄一樣,被關在強子裏麵。強子就像一個口袋,誇克被關在裏麵,它可以在口袋裏自由運動,但不允許離開口袋,要想把誇克從口袋裏弄出來,必須提供極大的能量,但在目前還辦不到。

盡管誇克還處在假設階段,有些物理學家又開始考慮比誇克更下一層的粒子了。歐洲核子研究中心的德·羅傑拉已經為組成誇克的粒子起名為“格裏克”。後來,人們提出了五花八門的亞誇克模型,起了各種各樣的名稱,如亞誇克、前誇克、前子或初子,還有叫奎斯、阿爾法的。1974年,美國物理學家帕堤和薩拉姆提出了這樣的亞誇克模型:i味子:p、n、λ、x,自旋S=12;ii色子:r、y、g、l,自旋s=0。它們可構成誇克ur=(pr)、uy=(py)、ug=(pg)等。還有構成輕子:e=(nl)、yu=(xl)、μ(λl)等等。1977年,日本東京大學核物理研究所寺澤英純教授,在以上模型基礎上,又提出了一種新的模型:誇克=味子十色子十代子,這些味子、色子和代子,均是自旋為的亞誇克。不管提出的模型有多麼不同,但都認為誇克還有下一個層次,所以,我國把亞誇克又稱“亞層子”。

到底誇克是個什麼麵貌?亞誇克是否真的存在?這些都還沒有結論,正期待著人們去揭示它。