目前實驗上已發現的基本粒子中, 光子和膠子的質量為零;另外, 中微子的質量幾乎等于零, 但具體數值還未知;還有, 理論上引力子的靜止質量也為零, 但是引力子的存在性還未被實驗證實。
其中, 光子是電磁力的傳播介子, 膠子是強力的傳播介子, 引力子是引力的傳播介子, 中微子是一種穿透性非常強的粒子。
在大型強子對撞機中, 已經證實了膠子的存在, 但是還未發現自由狀態的膠子。 比如在原子核中, 質子帶正電, 按道理會相互排斥, 但是因為強力的存在, 把質子、中子牢牢“捆”在了一起。
而強力的傳播介子,
與電磁力的傳播介子“光子”不同, 膠子存在色荷, 使得膠子與膠子之間會發生相互作用, 作用的結果就是把夸克牢牢“捆”在一起, 其中強力比電磁力強100倍。
好比一根彈簧, 兩頭分別連接兩個夸克, 當兩個夸克距離拉長時, 需要輸入能量;如果能量足夠強, 就會使得強力失去作用, 使得強力的作用范圍在10^-15m內。
但是分離夸克需要輸入的能量是巨大的, 大到根據質能方程, 可以產生兩個新的夸克。
于是, 就算你把一對夸克分開, 也會得到兩對夸克, 并不會得到兩個獨立的夸克, 這一現象在物理學中叫做“夸克禁閉”, 其中原理就和膠子的性質密不可分。
最早的時候, 人們在研究電子對質子的深度非彈性散射實驗時, 發現質子有著內部更細微的點狀結構, 其中質子一半的能量由一種帶電的點狀結構所攜帶, 另外一半能量則有中性的點狀結構所攜帶。 進一步研究證實:這種帶電的點狀結構就是夸克, 而中性的點狀結構就是膠子:兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強相互作用下就構成了質子。 如果沒有膠子, 夸克直接就沒有了“膠水”, 就不能構成這些基本的亞原子粒子(質子、中子等)。
雖然膠子起到“粘合”作用, 但是遺憾的是目前為止人們都沒有分離出來自由存在的膠子, 或許以后科學家們可以做到。 另外, 中微子的靜質量也基本可以看作是0。
至于未來還會不會發現新的靜質量為0的粒子, 我想一定會的。 目前, 可見物質的基本粒子已經完全找到, 剩下的就是暗物質和暗能量的結構, 或許未來在研究它們的過程中, 人們會發現另外一些神奇的靜質量為0的粒子。
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