到微觀世界探尋那些基本粒子,世界到底是由什麼組成的?

宇宙探索 發佈 2022-08-18T22:44:32.572659+00:00

我們的世界到底是由什麼構成的?一百多年前,科學家們認為是由原子構成的,原子是最基本的粒子,不可再分。不過很快科學家們就發現原子也有內部結構,也是可以再分的。原子由原子核和核外電子組成,原子核由質子和中子組成,而質子和中子都是由三個夸克組成。

我們的世界到底是由什麼構成的?

一百多年前,科學家們認為是由原子構成的,原子是最基本的粒子,不可再分。不過很快科學家們就發現原子也有內部結構,也是可以再分的。

原子由原子核和核外電子組成,原子核由質子和中子組成,而質子和中子都是由三個夸克組成。

在如今的科學發現里,夸克和電子被認為是最基本的粒子,不可再分。但它們真的不可再分嗎?還是像一百多年前的原子那樣,受限於科技水平,我們無法把夸克和電子再分?

而且,當科學家們用大型粒子對撞機對各種基本粒子進行光速轟擊的時候,會發現越來越多的基本粒子,由此標準粒子模型也被建立起來。

其中夸克被發現是震驚了科學界。因為數十年來,人們一直堅信質子和中子是最基本的粒子,但夸克的出現讓科學們的信念崩塌。

夸克並不像其他基本粒子,它「非常狡猾」,可以說稍瞬即逝,它們從來不會單獨存在,而是必須和其他夸克結合在一起,所以科學家無法單獨觀測到某個夸克,只能通過間接手段進行觀測。

夸克也分為六種:上夸克,下夸克,奇異夸克,魅夸克,頂夸克和底夸克。

但問題又來了:夸克和電子等基本粒子真的不能再分嗎?它們有沒有內部結構?

在標準粒子模型之後,更前沿的理論湧現出來,其中最具代表的就是弦理論。

弦理論也有很多分支,但最根本的沒有變:認為所有基本粒子都是由更小的弦組成的,弦振動方式的不同形成各種不同的基本粒子。同時弦理論本身還暗示著高維度空間的存在,比如說十一維度空間。

除了我們生活的四維時空,更高的維度捲曲在我們看不見的微觀世界裡。

除了弦理論,還有圈量子引力理論,認為實際上我們所在的世界本來空無一物,所有的一切都是由四維時空中微小的環圈構成。當然,這只是通俗的理解,理論本身是比較高深的。

作為一個前沿理論,弦理論顛覆了人們的傳統認知,不過該理論也有致命缺陷,很難得到實驗驗證,更多的只是理論和數學表達。

無論如何,人們對世界本質的探索不會停止,因為我們知道,那裡很可能隱藏著宇宙的終極奧秘,我們必須弄清楚世界到底是由什麼構成的。

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