Page 110 - 世界学

094 世 界学 Shi Jie Xue

到现时的六种。
底夸克（bottom，b）在 1977 年被利昂·莱德曼（Leon Lederman）领导的费

米实验室研究小组观测到。顶夸克（top，t）直至 1995 年，终于被费米实验室的
CDF 及 DØ 小组观测到。它的质量比之前预料的要大得多——几乎跟金原子一样重。

夸克理论认为，夸克都是被囚禁在粒子内部的，不存在单独的夸克。一些人据
此提出反对意见，认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都

与实验测量符合得很好，因此大部分研究者相信夸克理论是正确的。

（二）夸克的基本特征

多种不同的内在特性，包括电荷、色荷、自旋及质量等。在粒子物理的标准模

型中，夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用（电磁、引力、强相互作用及
弱相互作用）的粒子。另外，夸克也是现在已知唯一一种基本电荷为非整数的粒子。
1. 夸克的味

最初解释强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、下夸克、奇夸克。1974年发现了J/ψ粒子，要求引入第四种夸克粲夸克（魅

夸克）。1977 年发现了 Υ 粒子，要求引入第五种夸克底夸克。1994 年发现第六种
夸克顶夸克，人们相信这是最后一种夸克。
夸克除了具有“味”的特性外，还具有三种“色”的特性，分别是红、绿和蓝。

这里是借“色”这一词形象地比喻夸克本身的一种物理属性。量子色动力学认为，
一般物质是没有“色”的，组成重子的三种夸克的“颜色”分别为红、绿和蓝，因

此叠加在一起就成了无色的。因此计入 6 种味和 3 种色的属性，共有 18 种夸克，
另有它们对应的 18 种反夸克。夸克理论还认为，介子是由同色的一个夸克和一个

反夸克组成的束缚态。
夸克有六种不同的味量子数。味量子数是夸克的一种内部性质的统称。为了区

分夸克不同的味，各种不同的量子数，就是六味夸克的性质。
夸克的味具有自由度，这种味自由度叫做夸克的色。各种相互作用的性质表明：
弱相互作用、电磁相互作用与夸克的味自由度有关，并且只有在弱相互作用过程中，

夸克的味才有可能改变；强相互作用与味自由度无关。
夸克的每一种味都有一种对应的反粒子，叫反夸克，反夸克跟对应的夸克有着

相同的质量、平均寿命及自旋，但两者的电荷及其他荷的符号则相反。