夸克不能独立存在,强行将夸克拉出来会怎样?或将创造大爆炸( 二 )


有三种颜色(红、绿、蓝)和三种反色(反红=青色、反绿=红、反蓝=黄)
所以夸克的色荷真的很奇怪!引力只有一种电荷:正电荷只表现吸引力。电磁力,有两种类型的电荷:正电荷和负电荷(其中负电是“反正电”),它们结合在一起可能具有吸引力,也可能具有排斥性。但是现在对于色荷,我们有三种类型,每种类型都有自己的反类型!这些类型和反类型都以一种非常奇怪的方式联系在一起。
夸克不能独立存在,强行将夸克拉出来会怎样?或将创造大爆炸
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我们把红、绿、蓝三个颜色看作是组成等边三角形的三个“方向”。如果想要夸克的色荷发生交换,而且表现出中性,就必须存在某种特定的夸克组合。因此可以有三个夸克,三个反夸克,一个夸克-反夸克的组合,或者更多的,例如:四个夸克和一个反夸克,两个夸克,两个反夸克,六个反夸克等等!不在乎夸克的组合有对奇怪,有多复杂,只要保证它们组合在一起呈中性“无色”就行,或者我们简单地称之为白色。
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所以这就解释了为什么我们看到质子和中子(重子是三夸克的组合)、反质子和反中子(反重子,每个都有三个反夸克),或者π介子和K介子(介子,夸克和反夸克的组合),必须是无色的。
为什么不存在自由夸克
如果我们取一个π介子,它可以是一个上夸克和一个反上夸克的组合,然后我们试着把夸克-反夸克组合拆开?我们能做到吗?
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当我们想要分离两个夸克的时候,两个色荷离得越远,吸引力就会越强。这有点像弹簧,拉得越远,弹簧“弹回”的力就越大。
如果我们给系统注入大量的能量,使夸克继续分离,最终需要的能量可以足以在空间中创造出新的粒子-反粒子对!
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造成这一现象的原因是,强力与其他的力不同。在引力中,如果有一个单独的质量(引力电荷),它产生的力在质量附近很强,但是远离时,就会降为零。在电磁力中,如果有一个单独的电荷,它所产生的力(无论是吸引的还是排斥)在离电荷很近的地方很强,当远离时,也会降为零。
但是在强力中,如果有一个单独的颜色电荷,它产生的力会随着距离的增加变得越来越强,只有当两个色荷离得非常近的时候力才会降为零!如果宇宙中曾经有过自由夸克的存在,即使是存在了很短的一段时间,也需要大量的能量来产生自由夸克,而这时的能量也会在真空中产生粒子-反粒子对,直到所有的色荷变成无色。其实这就发生在宇宙暴涨后不久的大爆炸初期,这是宇宙的能量是我们无法现象的,我们称这个时期为「夸克-胶子等离子浓汤!」
夸克不能独立存在,强行将夸克拉出来会怎样?或将创造大爆炸】所以永远不会有一个在宇宙中持续存在自由的夸克,因为“自由”所需要的能量足以产生新的粒子,而这些粒子将会自发地将自己限制在无色状态。

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