世界上最小的物質單位是什麼

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　　世界上最小的物質單位——夸克

　　一個質子和一個反質子在高能下碰撞，產生了一對幾乎自由的夸克。1964年，美國物理學家默裡·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——Quark組成的。它們具有分數電荷，是基本電量的2/3或-1/3倍，自旋為1/2。夸克是比中子和質子更小的微粒。遵循“漸近自由”原理。

　　所有的中子都是由三個夸克組成的，反中子則是由三個相應的反夸克組成的，比如質子，中子。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。

　　夸克的電荷值為分數——基本電荷的−1⁄3倍或+2⁄3倍，隨味而定。上、粲及頂夸克***這三種叫“上型夸克”***的電荷為+2⁄3，而下、奇及底夸克***這三種叫“下型夸克”***的則為−1⁄3。反夸克與其所對應的夸克電荷相反;上型反夸克的電荷為−2⁄3，而下型反夸克的電荷則為+1⁄3。由於強子的電荷，為組成它的夸克的電荷總和，所以所有強子的電荷均為整數：三個夸克的組合***重子***、三個反夸克***反重子***，或一個夸克配一個反夸克***介子***，加起來電荷值都是整數。例如，組成原子核的強子，中子和質子，其電荷分別為0及+1;中子由兩個下夸克和一個上夸克組成，而質子則由兩個上夸克和一個下夸克組成。

　　自旋是基本粒子的一種內在特性，它的方向是一項重要的自由度。在視像化時，有時它會被視為一沿著自己中軸轉動的物體***所以名叫“自旋”***，但是由於科學家們認為基本粒子應是點粒子，所以上述這個看法有點兒誤導。

　　自旋可以用向量來代表，其長度可用約化普朗克常數ħ來量度。量度夸克時，在任何軸上量度自旋的向量分量，結果皆為+ħ/2或−ħ/2;因此夸克是一種自旋1⁄2粒子。沿某一軸***慣例上為z軸***上的旋轉分量，一般用上箭頭↑來代表+1⁄2，下箭頭↓來代表−1⁄2，然後在後加上味的符號。例如，一自旋為+1⁄2的上夸克可被寫成u↑。

　　夸克只能通過弱相互作用，由一種味轉變成另一種味，弱相互作用是粒子物理學的四種基本相互作用之一。任何上型的夸克***上、粲及頂夸克***，都可以通過吸收或釋放一W玻色子，而變成下型的夸克***下、奇及底夸克***，反之亦然。這種變味機制正是導致β衰變這種放射過程的原因，在β衰變中，一中子***n***“分裂”成一質子***p***、一電子***e***及一反電子中微子***νe***。在β衰變發生時，中子***udd***內的一下夸克在釋放一虛W玻色子後，隨即衰變成一上夸克，於是中子就變成了質子***uud***。隨後W玻色子衰變成一電子及一反電子中微子。