夸克而且反夸克
的重子而且介子复杂的亚原子粒子是由更基本的物体构成的吗夸克.六种类型的夸克,连同它们对应的反夸克,是解释所有已知强子的必要条件。这六个品种,或者说"口味,夸克被命名为“上”、“下”、“魅力”、“奇怪”、“上”和“下”。这些有点不寻常的名字的意义并不重要;它们的出现有很多原因。重要的是夸克在不同层次上对物质的贡献方式以及它们所具有的性质。
夸克的不寻常之处在于它们携带电荷在量级上比e的大小负责的电子(1.6 × 10−19库仑).这是必要的,如果夸克结合在一起,为观察到的粒子提供正确的电荷,通常是0,+e,或−e.只需要建造两种类型的夸克质子而且中子,成分原子核的。这些是上夸克,带+电荷2/3.e,以及下夸克,它的电荷为1/3.e.的质子由两个上夸克和一个下夸克组成,这使它的总电荷为+e.的中子另一方面,它是由一个上夸克和两个下夸克组成的,所以它的净电荷为零。上夸克和下夸克的其他性质也加在一起,得到了质子和中子的测量值。例如,夸克有自旋1/2.为了形成质子或中子,它们也有自旋1/2,夸克必须以这样一种方式排列,即三个自旋中的两个相互抵消,使净值为1/2.
上下夸克也可以结合形成质子和中子以外的粒子。例如,三个夸克的自旋可以被安排得不互相抵消。在这种情况下,它们形成的时间很短共振州,已被赋予名称Delta或Δ。有自旋3./2,上夸克和下夸克以四种可能的构型组合-uuu,uud,udd,ddd在那里u而且d代表“上”和“下”。这些Δ态的电荷是+2e, +e、0、−e,分别。
上夸克和下夸克也可以和它们的反夸克结合形成介子.的π介子,或介子,它是最轻的介子的一个重要组成部分宇宙射线,以三种形式存在:带电荷e(或1),电荷为0,电荷为−e(或−1)。处于正态的上夸克结合有一个向下的反夸克;一个下夸克和一个上反夸克组成负介子;中性的介子是a量子力学两种状态的混合u 而且d ,字母上方的横条表示反夸克。
上夸克和下夸克是最轻的夸克。重一些的是第二对夸克,魅力(c),奇怪的(年代),电荷为+2/3.e和−1/3.e,分别。第三种更重的夸克由前(或真理,t),底(或美,b),同样带+电荷2/3.e和−1/3.e,分别。这些重夸克和它们的反夸克结合与上下夸克相互配合而产生一系列的强子,每一个都比基本的质子和介子重,它们代表了最轻的种类重子和介子。例如,被称为lambda (Λ)的粒子是由重子构成的u,d,年代夸克;因此,它就像中子,但有一个d夸克被an取代年代夸克。