天 文 新 知|
基 本 粒 子 大 約 有 十 八 種 ， 不 同 的 計 算 方 法 可 能 出 現 不 同 的 數 目 。 其 中 十 二 種 是 組 成 物 質 的 原 料 ， 剩 下 的 六 種 用 來 傳 遞 粒 子 間 的 相 互 作 用 。
這 十 二 種 粒 子 會 組 成 物 質 是 因 為 他 們 遵 守 泡 利 不 相 容 原 理 ， 這 原 理 的 其 中 一 項 說 ， 同 一 種 的 粒 子 不 能 佔 據 空 間 中 的 同 一 點 位 置 ， 所 以 他 們 是 不 相 容 的 。 若 你 將 大 量 的 粒 子 放 在 一 起 ， 他 們 就 只 能 一 粒 跟 著 一 粒 的 排 列 起 來 ， 而 整 體 則 佔 據 了 一 定 的 空 間 ， 這 便 是 一 件 物 件 的 概 念 。 在 日 常 生 活 中 ， 只 有 三 種 粒 子 是 重 要 的 ： 上 夸 克 、 下 夸 克 和 電 子 。 一 般 的 物 質 由 原 子 組 成 ， 原 子 的 外 圍 是 一 或 多 粒 電 子， 原 子 核 則 由 質 子 和 中 子 組 成 。 質 子 的 內 部 是 三 粒 夸 克 ： 兩 粒 上 夸 克 和 一 粒 下 夸 克 (uud) ； 中 子 的 內 部 也 是 三 粒 夸 克 ： 一 粒 上 夸 克 和 兩 粒 下 夸 克 (udd) 。 總 括 來 說 ， 上 夸 克 和 下 夸 克 組 成 原 子 核 ， 而 電 子 則 圍 繞 原 子 核 而 形 成 原 子 。 其 他 的 粒 子 是 在 一 些 高 能 物 理 實 驗中 發 現 的 。 他 們 在 天 文 學 中 也 很 重 要 ， 例 如 太 陽 的 中 心 除 了 產 生 能 量 外 ， 也 產 生 很 多 電 子 中 微 子 ， 但 是 我 們 量 度 得 到 的 中 微 子 數 量 僅 是 我 們 預 測 的 三 分 之 一 。 天 文 學 家 到 現 在 仍 然 不 知 道 問 題 出 在 那 裡 。 這 便 是 著 名 的 太 陽 中 微 子 難 題 。
我 們 說 這 十 八 種 粒 子 是 基 本 的 ， 意 思 是 指 現 今 的 實 驗 水 平 ， 在 大 約 10-17 m 的 長 度 ， 仍 然 找 不 到 他 們 有 任 何 內 部 結 構 。 然 而 每 一 粒 子 也 有 他 們 自 己 的 反 粒 子 ， 反 粒 子 有 著 類 似 但 相 反 的 特 性 。 科 學
家 猜 想 還 有 其 他 基 本 粒 子 存 在 ， 但 實 驗 一
直 未 能 找 到 証 據 ， 磁 單 極 子 就 是 其 中 一 種
。 如 果 理 論 是 正 確 的 話 ， 磁 單 極 子 不 但 存
在 ， 而 且 在 宇 宙 的 初 期 ， 還 產 生 了 很 多 磁
單 極 子 ， 但 為 什 麼 到 今 天 我 們 仍 然 一 粒 也
找 不 到 ， 這 實 在 是 宇 宙 學 的 一 個 難 題 。 另
一 方 面 ， 星 系 中 有 很 多 暗 物 質 ， 我 們 並 不
知 道 他 們 是 什 麼 。 有 科 學 家 猜 想 它 們 是 一
些 作 用 力 很 弱 但 質 量 非 零 的 粒 子 ， 究 竟 暗
物 質 是 否 一 些 很 特 別 的 基 本 粒 子 呢 ？ 答 案
只 能 夠 在 更 多 的 觀 測 及 實 驗 中 才 能 找 到 。
|
