质子为何带电,质子是否带电

首页 > 生活常识 > 作者:YD1662023-05-19 20:03:16

例如,如果没有另一种电荷附着在每一个夸克上,质子内部的电场力就会导致质子你、乃至原子核本身被电荷的排斥力推离开,因此每一个夸克除了有电荷外,它们还带有颜色电荷(色荷),色荷的类型不至一种(引力),也不是两种((电磁力),而是有三种(红色、绿色和蓝色)。

夸克想要结合在一起来抵抗电磁力,就需要它们的色荷结合在一起形成“无色”。那么红色、绿色和蓝色夸克结合在一起就会形成“无色”,这个道理类似于三色光叠加在一起可以形成无色一样。

我们知道有物质和反物质,也有夸克和反夸克,那么也有颜色(红、绿、蓝)和反色:青色是反红,红色是反绿,黄色是反蓝。为了加起来形成无色,要么需要三个夸克(或者三个反夸克),要么需要一个夸克和一个反夸克结合在一起。

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上图中:如果红色 绿色 蓝色等于白色,但红色 反红色也等于白色,这是否意味着绿色 蓝色等同于反红色呢?没错,至少在颜色方面就是这样的。这意味着我们可以把一个夸克和另外两个反夸克配对,或者可以和另外三个夸克和一个反夸克配对。只要颜色是白色的(或无色)就行。

这就是为什么可以有三个夸克的组合,比如质子和中子,或者一个夸克和一个反夸克的组合,比如介子。但不同于使时空弯曲的引力或交换光子(不带电荷)的电磁力,强力是通过交换一种新型粒子胶子来起作用的,胶子有一种颜色,也有一种反色!

这些胶子负责不仅将单个粒子(如质子、中子和介子)结合在一起,还将较大的原子核结合在一起。

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那么胶子是如何传递色荷也就是强力的?

夸克有三种颜色(红、绿、蓝)和三种反色(反红=青色,反绿=红色,反蓝=黄色),所以我们一般会认为可以通过将每种颜色与每种反色进行匹配得到九种类型的胶子。这种想法基本上是正确的。

假设有一个红夸克,就会发出一个红/反绿胶子,这时红色夸克就会变成绿色夸克,胶子会找到一个绿色夸克,把它变成红色,颜色就会被交换。

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这就很好地解释了六种类型的胶子:红/反绿,红/反蓝,绿/反红,绿/反蓝,蓝/反红,蓝/反绿。

其他的三种呢?是不是应该有红色/反红色,绿色/反绿色,还有蓝色/反蓝色这三种胶子?

事实证明,几乎是这样。因为这些胶子没有固有的颜色,而所有的量子态混合在了一起。在量子物理学中,只要没有被禁止,任何理论系统只要有相同的量子数,混合就会发生。因此,这三种胶子不是“纯”的红色/反红色、绿色/反绿色和蓝色/反蓝色,而是红色/反红色、绿色/反绿色和蓝色/反蓝色三种状态的混合态。

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