先給結論,一夸克真的非常非常小,小到目前人類還無法直接觀測到過它的真面目。
如果要選擇一臺高畫質的超級相機,其實根本不需要昂貴的徠卡,因為人眼本身就是一臺超級相機——畫素高達5.76億!
但是光是畫素高,就可以為所欲為了嗎?答案當然是否定的,如果將人眼硬體化,那麼只能等效於一臺50毫米焦距,光圈F4-F32可變,400萬畫素,感光度ISO50-ISO6400,鏡頭約等於3片3組,快門1/24的不停連續拍攝的相機。所以,千萬不要迷信單一的畫素來挑選相機或者手機哦。
人眼畫素雖高,但要深入微觀世界,還是力有未逮的,我們得藉助放大鏡。
普通光學顯微鏡受限於可見光解析度極限,只能達到0.2μm,大約能看到細胞核級別。
普通電子顯微鏡(SEM)極限解析度可達0.2nm,讓我們剛好到達原子尺度,不過是一團的原子。
掃描隧道顯微鏡(STM)及其衍生的掃描探針顯微鏡(SPM),極限解析度分別可達0.1-0.01nm。足以讓同學們分辨出單個原子。
可惜,這樣的解析度,離夸克仍舊有數個數量級的差距,人類的放大鏡目前仍舊無能為力。
首先得感謝楊振寧先生,由於他的楊-米爾斯理論,1964年,美國物理學家默裡·蓋爾曼和喬治·茨威格以此出發,根據強作用力的具體現象,各自獨立提出了強子的夸克模型。
在這個基本粒子模型中,中子、質子這一類強子是由更基本的單元—夸克構成的,最終描述強力的理論稱之為量子色動力學。
在理論中,夸克有六種,分別為:上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克;每一種夸克也稱為一味,每一味夸克都有三種色(紅、綠、藍)。
這個命名相當有個性,無他,只是物理學家想擺脫希臘文字命名的產物而已,而不是夸克真的色香味俱全的表現,在這個粒子尺度下,根本就沒有顏色一說,更別提味道了。
夸克在理論中,我們認為它具有分數電荷,是基本電量的+2/3-1/3,自旋為1/2。
夸克的空間尺度是已知微觀粒子(強子)中最小的,大約小於10^-19m。
夸克能否最終被我們觀測到呢?
答案並不樂觀。
目前科學家認為,由於夸克自身存在“夸克禁閉”的特性,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來,只能間接被測量。
留個腦洞,如果我們掌握了中微子,能否有機會一睹夸克真容?
或許那一天,人類的科技又將前進一大步吧。
先給結論,一夸克真的非常非常小,小到目前人類還無法直接觀測到過它的真面目。
人類的視覺極限如果要選擇一臺高畫質的超級相機,其實根本不需要昂貴的徠卡,因為人眼本身就是一臺超級相機——畫素高達5.76億!
但是光是畫素高,就可以為所欲為了嗎?答案當然是否定的,如果將人眼硬體化,那麼只能等效於一臺50毫米焦距,光圈F4-F32可變,400萬畫素,感光度ISO50-ISO6400,鏡頭約等於3片3組,快門1/24的不停連續拍攝的相機。所以,千萬不要迷信單一的畫素來挑選相機或者手機哦。
人眼畫素雖高,但要深入微觀世界,還是力有未逮的,我們得藉助放大鏡。
普通光學顯微鏡受限於可見光解析度極限,只能達到0.2μm,大約能看到細胞核級別。
普通電子顯微鏡(SEM)極限解析度可達0.2nm,讓我們剛好到達原子尺度,不過是一團的原子。
掃描隧道顯微鏡(STM)及其衍生的掃描探針顯微鏡(SPM),極限解析度分別可達0.1-0.01nm。足以讓同學們分辨出單個原子。
可惜,這樣的解析度,離夸克仍舊有數個數量級的差距,人類的放大鏡目前仍舊無能為力。
夸克究竟有多小?首先得感謝楊振寧先生,由於他的楊-米爾斯理論,1964年,美國物理學家默裡·蓋爾曼和喬治·茨威格以此出發,根據強作用力的具體現象,各自獨立提出了強子的夸克模型。
在這個基本粒子模型中,中子、質子這一類強子是由更基本的單元—夸克構成的,最終描述強力的理論稱之為量子色動力學。
在理論中,夸克有六種,分別為:上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克;每一種夸克也稱為一味,每一味夸克都有三種色(紅、綠、藍)。
這個命名相當有個性,無他,只是物理學家想擺脫希臘文字命名的產物而已,而不是夸克真的色香味俱全的表現,在這個粒子尺度下,根本就沒有顏色一說,更別提味道了。
夸克在理論中,我們認為它具有分數電荷,是基本電量的+2/3-1/3,自旋為1/2。
夸克的空間尺度是已知微觀粒子(強子)中最小的,大約小於10^-19m。
結語夸克能否最終被我們觀測到呢?
答案並不樂觀。
目前科學家認為,由於夸克自身存在“夸克禁閉”的特性,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來,只能間接被測量。
留個腦洞,如果我們掌握了中微子,能否有機會一睹夸克真容?
或許那一天,人類的科技又將前進一大步吧。