宇宙中有一種神祕物質叫做夸克，是一種參與強相互作用的基本粒子。當然，這是一個聽著、看著都比較抽象的名字，讓不負責物理學命名的我都想要給它們取一個更好的名字。夸克本身並不是由那些更小的東西所構成，它們是一些微小的粒子，只是隨著我們越來越深入的瞭解，或許有一些認知也會隨著時間而發生變化，科學家們正在深入挖掘和它相關的所有信息。

6種夸克的另類名字和獨特屬性

夸克的種類被稱為“味”，其中包括：上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及頂（t）。6種夸克都擁有不一樣的另類名字，尤其是其中的頂夸克。相對而言，上和下夸克會比較穩定，同時，它們的質量也是所有夸克裡最輕的。那些較重的夸克往往難逃粒子衰變過程，而後轉化為上或下夸克，這幾種夸克在宇宙中更為常見。但奇、粲、頂及底這幾種夸克就有所不同，它們都只因為高能粒子的碰撞才可能產生，並且還會很快就衰變。

夸克還有另外一個屬性-“顏色”，解釋了夸克為什麼可以遵守泡利排除原則，即不存在兩個物體可佔據同一個地方（構成強子的夸克不能是同一種顏色屬性）。並且，這個屬性的表現形式也是6種，但是不應和對顏色的共同理解想混淆。這種屬性的六種形式分別被稱為：紅色，藍色，綠色，抗變形，抗菌和抗綠色。也就是說重子中的當個夸克都具有不同的顏色屬性、截止也必須包含相應反射的彩色夸克和反夸克。

強大的核力量將夸克聯繫在一起

就目前的探索而言，我們最常遇見的是上下夸克，同時，它們也是三合一中形成質子和中子的結合體，分別是兩個向上和向下、兩個向下和向上。夸克擁有電荷、色荷、質量和自旋等內在特性，在粒子物理學中，標準模型之夸克也是唯一一種可以經受各種相互作用的基本粒子，即電磁、引力、強相互作用及弱相互作用。夸克需要分數電荷，才能形成中子和質子上的中型電荷的常見正電荷。

之所以我們會覺得這樣的觀點很奇怪，只是因為我們認為電子和質子的電荷是最基本的。但事實卻證明我們錯了，並且夸克的亮度增添了我們的困惑。質子質量0.2%的上夸克、質子質量0.5%的下夸克，為什麼這些微小的顆粒加起來質量卻如此龐大？這個問題的答案是：強大的核力量將夸克聯繫在了一起。你可別小瞧夸克，它們之間的結合是非常強大的，如果用一個例子來形容，那麼它的力量可以輕易的幾百類似帶電夸克的自然電力排斥。

神祕的夸克擁有一些奇怪的事實

夸克是這個宇宙中難以看到、並幾乎不可測量的粒子，對於它們的研究，主要是在被稱為強子的亞原子粒子的基礎上實施。經過物理學領域這50多年的粒子研究，關於夸克如何影響宇宙的增長和最終命運的相關研究並未停歇。

當20世紀60年代科學家發現電子的相互散射，模擬了比計算機建議更廣的範圍，至少有三個位置的電子在這些原子的核子或核心內超過預期散射，也就是說某種東西導致了這種異常散射，這也正是我們如今理解夸克的基礎。

研究人員在2014年發現了一個夸克衰變變為反粒子的觀察結果，這為有關物質行為提供了更多信息。粒子和反粒子本應該相互破壞，我們也認為宇宙中應該有光子和其他基本粒子。然而反光子和反粒子的存在，卻導致了宇宙主要由物質、而不是反物質所構成的奧祕產生。

同時，壓制頂夸克的質量，向研究人員們揭示了兩種可怕的情景之一，宇宙可能會在100億年後結束，又或是人類可以無處不在。當頂夸克比預期更重，通過太空真空所傳遞的能量就會崩潰。而當它低於預期，則可能發生名為“玻爾茲曼腦”的這個不太可能的情景。即使這並不是標準模型中的一部分，但它卻更有可能看到有組織的原子團體、正是宇宙中觀察到的隨機原子。

夸克的探索認知之路並不是一蹴而就

在很長的一段時間裡，當時的物理學家們都以為夸克只有四種，即：上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）。直到20世紀70年代早期，因為觀測一些涉及kaons的罕見衰變引起了科學家們的懷疑，或許還存在著一對新的夸克沒有被發現，因為現有知識無法解釋kaons的奇怪衰變，並將它們稱為頂和底。終於，夸克（底）於1977年加入已知粒子的俱樂部，最後開始尋找的第六個便是頂。直到1995年2月，頂夸克被費米實驗室的研究人員發現，它的質量達到了質子的200倍左右。頂夸克能輕易地將整個原子摧毀，即使上下夸克卻幾乎不做任何質子的工作。

兩個夸克之間吸引力的強力並不會隨著粒子之間的距離變化而減小，並且，它還像拉伸機械彈簧一般增加了這股強力。兩個夸克能彼此分開的距離有限，大約是質子的直徑。一旦達到這個極限，風力所需要的能量會突然轉化為質量（以夸克-反夸克的形式）。這種能量-質量的轉換完全符合E = m c²，又或是 m = E / c² （E是能量，m是質量 ,c是光的速度）。之前我們沒有觀察到自由夸克，這是因為每次當我們嘗試將夸克彼此分開的時候，都發生了這樣的轉換。因此，對自由夸克的最終觀察，也是一件極具革命性的探索。