作业帮胶子是什么?它好像存在于原子核中……
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/18 06:42:33
胶子是什么?它好像存在于原子核中……
胶子是什么?
它好像存在于原子核中……
胶子是什么?它好像存在于原子核中……
胶子
在物理学中,胶子是一种负责传递强核力的玻色子.它们把夸克捆绑在一起,使之形成质子、中子及其他强子.胶子的电荷为零,但自旋是 1.它们通常假设为无质量,但亦可能有大至几百万电子伏特（MeV）的质量.胶子是维持原子核穏定的重要一环.
在量子色动力学（QCD,是一广为接受描述强核力的理论）中,当两颗粒子色荷互相作用时便会交换胶子.当两颗夸克交换胶子时,它们自身的色彩亦同会时改变；胶子会携带发出者的反色彩以补偿发出者的色变,它亦会携带接收者的色彩.因胶子本身有色,故它们亦能与其它胶子互相作用,令到对于强核力的数学分析十分复杂和困难.
于1980年代早期,位于汉堡的德国电子加速器（DESY）的大规模电子-正子碰撞器（Large electron-positron collider,PETRA）凭一明显的三重喷流结构显示了胶子的存在；其第三喷流被认定为一个产生了的夸克发出胶子.
八种胶子
从一般人的角度来看,由于有三种色荷,故应有九种不同的胶子：.可是,若由数学角度出发则胶子应有无限多种：以上九种形态的叠加（例如 等）.此外,由于实验证明无色重子并不互相作用,故以下性质必然成立,否则重子便能通过发射胶子来利用强核力互相作用.
因胶子再没有其他线性独立关系,故只有八种线性独立的胶子,其一般简化为“胶子共有八种”.
夸克—胶子等离子体
现有宇宙理论认为,宇宙形成于距今约120亿至150亿年前的一次“大爆炸”.宇宙“大爆炸”后的极短瞬间会形成超高能量密度,这使得一种称为“夸克—胶子等离子体”的物质能够在约10微秒（1微秒为百万分之一秒）的极短时间内充斥宇宙,然后再凝聚结合形成原子核等物质.但迄今科学家们还难以对这一理论假设进行检验.
欧洲核子中心的最新研究成果使得科学家们能够验证“大爆炸”数微秒后的宇宙景象.这项重大突破不仅使物理学的研究疆域拓展至接近宇宙诞生初始,而且对考察宇宙的起源、物质的本性以及对验证现有的粒子物理标准模型等都有重要意义.
近代物理学研究认为,原子的构造单元是质子和中子等亚原子粒子,而亚原子粒子又由夸克等更微观的基本粒子构成.夸克间通过强力作用组合成质子和中子,而这种强作用力主要通过另一种名为胶子的基本粒子来传递.
通常情况下,夸克由于受到强作用力而被子约束于原子核尺度内,自身无法独立存在.但现有一些理论假设认为,足够大的能量和温度应该能拆解质子和中子,并使夸克和胶子重新结合形成所谓“夸克—胶子等离子体”.“夸克—胶子等离子体”是与质子和中子不同的另一种新型物质形态.
为了拆除束缚夸克的强作用力,参加“重离子”计划的科学家利用铅离子互相撞击产生的超高能量进行实验.
通过对多年实验的数据进行综合分析,科学家最近终于发现,在铅离子的碰撞中有新的物质形态产生,其特征与理论预测的“夸克—胶子等离子体”的很多特征相符.
欧洲核子研究中心的公报指出,新成果证明了现有的一些对夸克间基本作用力的预测是正确的,同时也是在了解宇宙早期演化方面向前迈出的重要一步.新成果是国际物理学界通力合作的产物,包括中国在内的20个国家的约500名科学家参与了“重离子”研究计划.