#21天圖文打卡挑戰（第二期）#

從前，人們以為質子、中子等粒子就是“不可再分”的最基本粒子了，但現在我們知道，它們都由更基本的粒子——誇克組成，比如質子是由兩個上誇克一個下誇克組成的，中子是一個上誇克和兩個下誇克組成的。或許你知道誇克的存在，但你知道誇克還有“味”和“色”兩個獨特的性質嗎？

粒子結構

看到這個小标題，或許你會感到奇怪——誇克還有味道？那難不成電子也有味道？讓我品嘗一顆電子——别别别，電子那麼小，可沒辦法品嘗。誇克有六種味：上、下、奇、粲、頂、底六種。讓我們猜一猜，它們嘗起來是什麼感覺？将上誇克和下誇克焯水，放入油鍋炸至金黃，隔壁小孩都饞哭了！

油炸誇克

真的是這樣嗎？當然不是。誇克的“味”，簡單來說就是誇克的“種類”。誇克有六味，意思就是誇克有六種。為什麼不簡單的用“種”來描述，非要用“味”一詞來代指呢？

幾種基本粒子，包括六種誇克

據說，“味”一字是物理學家Murray Gell-Mann和Harald Fritzsch在一起吃冰淇淋時候想到的名詞。不同冰淇淋有不同的味道，不同的誇克也有不同的性質。比如上下誇克就有不同的同位旋，奇、粲、頂、底誇克有奇異數、粲數、頂數和底數，這些特征量就被定義為“味量子數”，是強相互作用中的守恒量之一。所以說，“味”本身沒有意義，隻是為了區别于一般粒子而創造出的專用于誇克的“種”的代名詞罷了、

偷偷告訴你，誇克是會發光的！會有紅色、綠色和藍色的光！什麼？有人提出疑問了，誇克怎麼能發光啊！的确，誇克不會發光，人類也觀察不到它的顔色。那誇克的“色”，指的又是什麼呢？

因為誇克的自旋性質，誇克被歸入一種叫做“費米子”的粒子大類裡面。所有的費米子都要遵循一個原則，叫泡利不相容原理。這個原理說的是，同一個體系内不能存在兩個狀态完全相同的費米子。在誇克發現之後，科學家發現，真的存在幾種情況，組成粒子的三個誇克狀态完全相同！這怎麼辦？難道誇克不是費米子？難道泡利不相容原理錯了？

于是，根據光的三原色，人們将誇克又分成了紅、綠、藍三色，稱為“色荷”。這樣，上述三個誇克的狀态就不完全相同了，泡利不相容原理又正确了。那為什麼質子、質子等等從未被提起過色荷的事情？因為在光學中，紅綠藍三色光混合在一起形成白光，所以三色誇克結合表現出來的就是“無色”，也就是說質子和中子等都是無色的，平時也就不需要提起了。

多色誇克示意圖

有趣的是，為誇克起“色”這個名字的，也是起“味”名字的物理學家Murray Gell-Mann，看來這位老先生很喜歡吃三色冰淇淋！

讀到這，你可能覺得“色”概念的引入完全是為了讓誇克強行滿足泡利原理，其實不然。色荷的存在也能解釋其他物理現象。類比于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引産生電磁力，色荷之間的吸引和排斥表現為原子内部的強相互作用力。關于味和色研究還有很多很多，甚至形成了一門新的學科——量子色物理學。

現在，你是否對量子物理中誇克的味和色有了新的了解呢？這裡的“味”和“色”是兩個完全不同于日常生活中的新概念，“味”是指誇克的種類，“色”是誇克的一種特性，味和色決定了一個誇克的性質。這也體現出了量子物理的神奇與瑰麗！

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