[科普中國]-下夸克

下夸克（down quark）是一種基本粒子。在所有的夸克中，下夸克是質(zhì)量第二小的夸克，只比上夸克的質(zhì)量大。組成原子核的中子與質(zhì)子都是由下夸克與上夸克共同形成。和所有夸克一樣，下夸克是一種費米子，自旋為12，且可以感受到所有四種基礎(chǔ)作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用與弱相互作用。下夸克的反粒子是反下夸克。下夸克帶有負電荷，反下夸克帶有正電荷。

簡介下夸克（down quark）是一種基本粒子。在所有的夸克中，下夸克是質(zhì)量第二小的夸克，只比上夸克的質(zhì)量大。組成原子核的中子與質(zhì)子都是由下夸克與上夸克共同形成。和所有夸克一樣，下夸克是一種費米子，自旋為12，且可以感受到所有四種基礎(chǔ)作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用與弱相互作用。下夸克的反粒子是反下夸克。下夸克帶有負電荷，反下夸克帶有正電荷。1

歷史在粒子物理學(xué)初期（二十世紀前半期），質(zhì)子、中子、π介子等等強子類粒子都被認為是基本粒子。然而隨著更多強子被發(fā)現(xiàn)，粒子園從1930年代早期與1940年代的幾個粒子增加到1950年代的幾十個粒子。物理學(xué)者起初并不清楚它們彼此之間的關(guān)系，直到1961年，由于默里·蓋爾曼與尤瓦爾·內(nèi)埃曼各自獨立地提出一種強子分類方案，稱為“八重道”，利用SU(3)味對稱性，這問題才獲得解決。

八重道將強子組織為不同的同位旋多重態(tài)，然而，物理學(xué)者仍不清楚這分類方案背后的物理原理。1964年，蓋爾曼與喬治·茨威格各自獨立的提出夸克模型，在那時只涉及到上夸克、下夸克與奇夸克。盡管夸克模型能夠合理地解釋八重道，但在那時并沒有任何實驗證據(jù)。1968年，物理學(xué)者在斯坦福直線加速器中心所做的實驗觀測，終于證實了下夸克的存在。深度非彈性碰撞實驗揭示了質(zhì)子具有次結(jié)構(gòu)：它是由三個更基礎(chǔ)的粒子組成，因此證實了夸克模型。

剛開始，人們并不情愿把這三個基礎(chǔ)粒子辨識為夸克，而是青睞理查·費曼的部分子模型。隨著時間演進，夸克模型漸漸被廣泛接受（更多細節(jié)，請參閱條目J/ψ介子）。1

質(zhì)量雖然下夸克很常見，但下夸克的裸質(zhì)量尚未被準(zhǔn)確測定，應(yīng)該是在4.5與5.3MeV/c2之間。格點QCD方法所預(yù)測的數(shù)值更為精確：4.79±0.16MeV/c2。

在介子（由一個夸克與一個反夸克組成的粒子）或重子（由三個夸克組成的粒子）里，夸克的有效質(zhì)量會變得比較大，這都歸因于夸克與夸克之間的膠子場所產(chǎn)生的結(jié)合能。例如，在質(zhì)子里，下夸克的有效質(zhì)量約為330MeV/c2。由于下夸克的裸質(zhì)量很小，它不能直接地被計算出來，因為必須將相對論效應(yīng)納入考量。膠子場所媒介的強作用力之作用下，夸克的移動速度約為光速的99.995%，相應(yīng)的洛倫茲因子約為100，所以，所有夸克的靜質(zhì)量總和僅為質(zhì)子或中子質(zhì)量的1%。1

參閱上夸克

同位旋

夸克模型

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)