誇克的發明者

㈠ 誇克是怎樣發現的

美國麻省理工學院(MIT)的傑羅姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德爾(Henry kendall)和斯坦福直線加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor)，因1967年至1973年期間在斯坦福(Stanford)利用當時最先進的二公里電子直線加速器就電子對質子和中子的深度非彈性散射所做的一系列開創性的實驗工作而榮獲1990年諾貝爾物理獎．這說明，人們在科學上最終承認了誇克的存在．

加拿大人泰勒於1950年獲得理學學士學位，1652年獲得碩士學位，1962年在斯坦福獲得博士學位，1968年成為斯坦福直線加速器中心的副教授，1970年提升為教授．美國人弗里德曼於1950年在芝加哥大學獲得學士學位，1953年獲得碩士學位，1956年獲得博士學位，1960年他以副教授的身份來到麻省理工學院，1967年升為教授，1983—1988年任該院物理系主任．美國人肯德爾於1950年從阿姆海斯特學院獲得學士學位，1954年在麻省理工學院獲物理學博士學位，兩年後任斯坦福的副教授，1967年在麻省理工學院任教授．

斯坦福直線加速器中心所做的實驗與盧瑟福(E·Rutherford)所做的驗證原子核式模型的實驗類似．正象盧瑟福由於大量α粒子的大角度散射現象的觀察，預言原子中有核存在一樣，斯坦福直線加速器中心由前所未料的大量電子的大角度散射現象，證實核子結構中有點狀組分，這種組分現在被理解為誇克．

蓋爾曼(M·Gell—Mann)於1964年己預言過誇克的存在，與此同時，加利福尼亞理工學院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也獨立地提出了這一預言．在斯坦福直線加速器中心——麻省理工學院所做的實驗之前，沒有人能拿出令人信服的動力學實驗來證實質子和中子中有誇克存在．事實上，在那段時期理論學家對強子理論中誇克所扮演的角色還不清楚．正如喬爾斯考格(C·Jarlskog)在諾貝爾頒獎儀式上向瑞典國王介紹獲獎者時所說的那樣，「誇克假說不是當時唯一的假說．例如有一個叫『核民主』的模型，認為沒有任何粒子可以被叫做基本單元，所有粒子是同等基本的，是相互構成的．」

1962年斯坦福開始建造大的直線加速器，它的能量為10—20GeV，經過一系列改進後，能量可達到50GeV．兩年後，斯坦福直線加速器中心主任潘諾夫斯基(W·Panofsky)得到幾個年輕物理學家的支持，這些人在他擔任斯坦福高能物理實驗室主任時和他共過事，泰勒就是其中一員，並擔任了一個實驗小組的領導．不久弗里德曼和肯德爾也加入進來，他倆那時是麻省理工學院的教師，他們一直在5GeV的劍橋電子加速器上做電子散射實驗，這個加速器是一個迴旋加速器，它的容量有限．但是在斯坦福將有20GeV的加速器，它可以產生「絕對強」的射線束、高的電流密度和外部射線束．加利福尼亞理工學院的一個小組也加入合作，他們的主要工作是比較電子——質子散射和正電子——質子散射．這佯，來自斯坦福直線加速器中心、麻省理工學院和加利福尼亞理工學院的科學家組成了一支龐大的研究隊伍(這支隊伍稱作A組)．他們決定建造兩個能譜儀，一個是8GeV的大接受度能譜儀，另一個是20GeV的小接受度能譜儀．新設計的能譜儀和早期的能譜儀不同的地方是它們在水平方向用了直線一點聚焦，而不是舊設備的逐點聚焦．這種新設計能夠讓散射角在水平方向散開，而動量在垂直方向散開．動量的測量可以達到0.1％，散射角的精度可以達到0.3毫弧度．

在那時，物理學的主流認為質子沒有點狀結構，所以他們預料散射截面將隨著q2的增加迅速減小(q是傳遞給核子的四維動量)．換句話說，他們預想大角度散射將會很少，而實驗結果出乎意料的大．在實驗中，他們使用了各種理論假設來估算計數率，這些假設中沒有一個包括組元粒子．其中一個假設使用了彈性散射中觀察到的結構函數，但實驗結果和理論計算相差一個到兩個數量級．這是一個驚人的發現，人們不知道它意味著什麼．世界上沒有人(包括誇克的發明人和整個理論界)具體而確切地說：「你們去找誇克，我相信它們在核子里．」在這種情況下，斯坦福直線加速器中心的理論家比約肯(J·Biorken)提出了標定無關性的思想．當他還是斯坦福的研究生時，就和漢德(L·Hand)一起完成了非彈性散射運動學的研究．當比約肯1965年2月回到斯坦福時，由於環境的影響，自然又做起有關電子的課題．他記起1961年在斯坦福學術報告會上聽斯格夫(L·Schiff)說過，非彈性散射是研究質子中瞬時電荷分布的方法，這個理論說明了電子非彈性散射怎樣給出原子核中中子和質子的動量分布．當時，蓋爾曼把流代數引進場論，拋棄了場論中的某些錯誤而保持了流代數的對易關系．阿德勒(S·Adler)用定域流代數導出了中微子反應的求和規則．比約肯花了兩年時間用流代數研究高能電子和中微子散射，以便算出結構函數對整個求和規則的積分，並找出結構函數的形狀和大小．結構函數W1和W2一般來說是兩個變數的函數．這兩個變數是四維動量轉移的平方q2和能量轉移v，比約肯則認為，結構函數W2僅僅依賴於這些變數的無因次比率ω=2Mv/q2(M表示質子質量)，即vW2=F(ω)，這就是比約肯標度無關性．在得出標度無關性時，他用了許多並行的方法，其中最具有思辯性的是點狀結構．流代數的求和規則暗示了點狀結構，但並不是非要求點狀結構不可．然而比約肯根據這種暗示，結合雷吉極點等其它一些使求和規則收斂的強相互作用概念，自然地得出了結構函數標定無關性．

標定無關性提出後，很多人不相信．正如弗里德曼所說：「這些觀點提出來了，我們並不完全確認．他是一個年青人，我們感到他的想法是驚人的．我們預料看不到點狀結構，他說的只是一大堆廢話．」1967年末和1968年初，關於深度非彈性散射的實驗數據已開始積累．當肯德爾把嶄新的數據分析拿給比約肯看了以後，比約肯建議用標度無關變數ω來分析這些數據．按照舊方法描出的圖，肯德爾說：「數據很散，就象雞的爪印一樣布滿坐標紙．按比約肯的方法(vW2對ω)處理數據時，它們就用一種強有力的方式集中起來．我記起當時巴爾末發現他的經驗關系時的感受——氫光譜的波長被絕對精確的擬合．」1968年8月，在第十四屆國際高能物理會上，弗里德曼報告了第一個結果，潘諾夫斯基作為大會的領導很猶豫地提出了核子點狀結構的可能性．

當從20GeV的能譜儀收集到6°和10°散射的數據後，A組就著手用8GeV能譜儀做18°、26°和34°的散射．根據這些數據發現第二個結構函數W1也是單一變數ω的函數，也就是說遵守比約肯標度無關性．所有這些分析結果，直到今天仍然是正確的，即使經過更精確的輻射修正，其結果的差異也不大於1％．從1970年開始，實驗者們用中子作了類似的散射實驗，在這些實驗中，他們交替用氫(質子)和氘(中子)各做一個小時的測量以減小系統誤差．

早在1968年，加利福尼亞理工學院的R·費因曼已經想到強子是由更小的「部分子」組成的．同年8月他訪問斯坦福直線加速器中心時，看到了非彈性散射的數據和比約肯標度無關性．費因曼認為部分子在高能相對論核

也就是說結構函數與部分子的動量分布是相關的．這是一個簡單的動力學模型，又是比約肯觀點的另一種說法．費因曼的工作大大刺激了理論工作，幾種新的理論出現了．在凱蘭(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋緊密相關後，斯坦福直線加速器中心—麻省理工學院

爾曼對誇克的要求，從而淘汰了其它的假設．中子的數據分析清楚地顯示出中子產額不同於質子產額，這也進一步否定了其它的理論假設．

一年以後，在歐洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非彈性散射，對斯坦福直線加速器中心的實驗結果做了有力的擴展．為了考慮誇克之間的電磁相互作用和中微子之間弱流相互作用的區別，把斯坦福直線加速器中心對

與斯坦福直線加速器中心的數據完全符合．後來的μ子深度非彈性散射、電子—正電子碰撞、質子—反質子碰撞、強子噴注都顯示了誇克—誇克相互作用．所有這些都強有力地證明了強子的誇克結構．

物理學界接受誇克用了好幾年的時間，這主要是由於誇克的點狀結構與它們在強子中的強約束的矛盾．正象喬爾斯考格在諾貝爾頒獎儀式上所說的那樣，誇克理論不能完全唯一地解釋實驗結果，獲得諾貝爾獎的實驗表明質子還包含有電中性的結構，不久發現這就是「膠子」．在質子和其它粒子中膠子把誇克膠合在一起．1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鮑里澤爾(H·D·Politzer)獨立地發現了非阿貝爾規范場的漸近自由理論．這種理論認為，如果誇克之間的相互作用是由色規范膠子引起的，誇克之間的耦合在短距離內呈對數減弱．這個理論(後來被叫做量子色動力學)很容易地解釋了斯坦福直線加速器中心的所有實驗結果．另外，漸近自由的反面，遠距離耦合強度的增加(叫紅外奴役)說明了誇克禁閉的機制．誇克之父，蓋爾曼1972年在第十六屆國際高能物理會議上說：「理論上並不要求誇克在實驗室中是真正可測的，在這一點上象磁單極子那樣，它們可以在想像中存在．」總之，斯坦福直線加速器中心的電子非彈性散射實驗顯示了誇克的點狀行為，它是量子色動力學的實驗基礎．

㈡ 頂誇克的發現歷史

1963年後，科學家陸續發現第4、5種誇克，其中「粲誇克」是由華裔科學家丁肇中領導的研究群在1974年發現。3年後，李德曼領導的研究群又證實「底誇克」的存在。尋找最後一種誇克，便是19年來粒子物理學家努力的方向，只有證實頂誇克的存在，粒子物理學理論才能獲得驗證。頂誇克的質量超過科學家的推測。頂誇克的質量大約是質子質量的200倍，依照相對論的質量與能量轉換公式，以質子對撞方式產生頂誇克，必須使質子以極高的速度運動。速度愈快、能量愈高，碰撞的瞬間產生頂誇克可能性越大。
費米實驗室的加速器周長有6.3km，使用1000個超導磁鐵，把質子與反質子加速到各具有九千億電子伏特的能量後，進行對撞，平均要1兆次的對撞才可能觀察到1次頂誇克。
頂誇克出現後，「隨即」消失。實驗顯示，頂誇克出現後，便在1×10-24s（觀察者還來不及眨眼的瞬間）衰變成其他粒子。

㈢ 誇克是誰發現的

美國麻省理工學院(MIT)的傑羅姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德爾(Henry kendall)和斯坦福直線加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor)，因1967年至1973年期間在斯坦福(Stanford)利用當時最先進的二公里電子直線加速器就電子對質子和中子的深度非彈性散射所做的一系列開創性的實驗工作而榮獲1990年諾貝爾物理獎．這說明，人們在科學上最終承認了誇克的存在．

㈣ 誇克的由來

20世紀60年代，美國物理學家默里·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——誇克(quark)組成的，很多中國物理學家稱其為「層子」。它們具有分數電荷，是電子電量的2/3或-1/3倍，自旋為1/2。「誇克」一詞是由默里·蓋爾曼改編自詹姆斯·喬伊斯的小說《芬尼根徹夜祭》(Finnegan's Wake)中的詩句。

㈤ 誇克模型最早是誰發現的

蓋爾曼（Murry Gell-Mann, 1929-）因對基本粒子的分類及其相互作用方面的卓越貢獻，獲得了1969年度諾貝爾物理學獎。
蓋爾曼於1929年9月15日生於美國紐約，是一個歸化了的東歐移民，蓋爾曼常常對自己的家庭守口如瓶。他對自己的猶太出身諱莫如深，在維也納有許多人叫格爾曼，但是沒有一個人用蓋爾曼這個誇張的名字，彷彿在故意模糊他的猶太祖先。

最初，電子、質子和中子被認為是基本粒子，所有物質都是由它們構成的。後來，在20世紀40-50年代，先在宇宙線事例中，後又在高能加速器中發現了一些新的不穩定粒子。其中，有些粒子（介子）的質量大約為電子質量的1000倍；有些具有10-10秒的長壽命，與所期望的強相互作用的壽命10-23秒相比，顯得很「奇異」。蓋爾曼（左圖）發現幾乎所有的已知粒子都可被分成族或多重態，而這些多重態又顯示出與挪威數學家李研究過的李群表示相對應的幾何圖樣。當把這些幾何規律應用於粒子物理學時，就出現了一種既能解釋多重態中粒子的性質，又能預言新粒子存在的理論，這有點類似於門捷列夫在構造元素周期表時所取得的成功。大約在1961年，蓋爾曼和以色列物理學家尼曼彼此獨立地發展了這種新理論，蓋爾曼將它稱為八重法（依據佛教關於八種正確的生活方式能免遭痛苦的勸說而命名）。按照稱之為SU(3)群的數學結構，蓋爾曼在定義了一個新量子數——奇異量子數S以後，將一些同位旋多重態組合成超多重態。1962年，蓋爾曼據此預言存在質量為1532MeV和1679 MeV的粒子，1964年這兩種粒子（分別稱為S10和W-）均被發現了，這就突出了該理論的重要性。

為了進一步從理論上解釋構成強子的組分粒子，蓋爾曼在坂田模型和八重態方法的基礎上於1964年提出了「誇克模型」的設想。按照這種模型，所有已知的基本粒子都是由三種更為基本的粒子——「誇克」 組成的。「誇克」一詞，取自喬埃斯在《菲內根的覺醒》中所說的：「為馬克王呼叫三聲誇克！」。利用誇克模型，可以很好地解釋重子的八重態、十重態以及介子的八重態。

㈥ 誇克是誰發現的

1964年，美國物理學家蓋爾曼提出-誇克模型和誇克的八重態(八正道)及十重態

(u上誇克帶電2/3,d下誇克帶電-1/3,s奇誇克帶電-1/3)

誇克的八重態

圖中＋－號代表不可分割的最小正負電磁信息單位-量子比特（qubit）

（名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源於比特 It from bit

量子信息研究興盛後,此概念升華為，萬物源於量子比特）

註：位元即比特

㈦ 誇克的由來

誇克一詞是蓋爾曼取自J·喬埃斯的小說《芬尼根徹夜祭》的詞句「為馬克檢閱者王，三聲誇克」．誇克在該書中具有多種含義，其中之一是一種海鳥的叫聲．他認為，這適合他最初認為「基本粒子不基本、基本電荷非整數」的奇特想法，同時他也指出這只是一個笑話，這是對矯飾的科學語言的反抗．另外，也可能是他喜歡鳥類的原因．

㈧ 誇克模型最早是誰發現的

最早的誇克，質子，中子是怎麼來的
現代粒子物理學認為,誇克共有6種（味道）,分別稱為上誇克、下誇克、奇誇克、粲誇克、頂誇克、底誇克,它們組成了所有的強子,如一個質子由兩個上誇克和一個下誇克組成,一個中子由兩個下誇克和一個上誇克組成,則上誇克帶+2/3e電荷,下誇克帶-1/3e電荷.上、下誇克的質量略微不同.中子的質量比質子的質量略大一點點,過去認為可能是由於中子、質子的帶電量不同造成的,現在看來,這應歸於下誇克質量比上誇克質量略大一點點.

㈨ 誇克的發現者

1964年，美國物理學家默里·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——誇克(Quark)組成的。

㈩ 求 中子 質子 誇克 電子的發明時間和發現的科學家

盧瑟福發現了質子，但到1932年查德威克發現了中子才使人們認識到原子核是由質子和中子組成的。
這中間有個小插區。盧瑟福發現質子後，在實驗中得到的結果顯示原子核並不是只由質子構成的，他在一次演講中公布這件事，當時查德威克在場。後來小居里夫婦在一次實驗得到了一種新粒子（也就中子），但他們沒有引起重視。查德威克聽說後立即回實驗室進行實驗，也得到了中子，並很快宣布了他的發現。他因此而獲得了諾貝爾獎，而小居里夫婦則與之失之交臂。