宇宙中最小物质是什么（宇宙中最小物质是什么）

如果拿一个日常的物品，比如一个咖啡杯，你把它切成两半，然后再切成一半，之后继续切，什么时候才会结束？你会一直继续下去吗？你会不会找到一套不可以被分割的“积木块”，万事万物都可由其组成？物理学家们已经发现了后者——物质是由基础的粒子组成，这些粒子是宇宙里最微小的东西。这些粒子在被称为“标准模型的理论下互相作用。标准模型是对不可分割的、无限小的粒子的量子世界的提炼。

它也包含了力如何指导粒子运动，相互作用，以及结合在一起形成世间万物。那么它是怎么工作的呢？放大杯子上的碎片，我们看到原子聚集在一起形成分子。一个分子是任何化合物中的最小组成单元。一个原子是任何元素周期表中元素的最小组成单元。但是原子不是物质最小的组成单元。实验发现每一个原子都有微小的、密实的原子核，原子核被极小的电子云包围着。

正如我们所知，电子是宇宙中基础的、不可分割的基础材料之一。它是第一个被发现的标准模型粒子。电子通过电磁场聚集在原子核周围。它们通过交换一种叫做光子的粒子来互相吸引，光子是带着电磁场力的光量子，电磁场力是标准模型的基础力。原子核有更多的秘密需要被发现，它包含了光子和中子。虽然它曾被认为是最基础的粒子，但是在1968年物理学家发现光子和中子是由夸克组成，而夸克是不可分割的。

一个光子包含两个上夸克和一个下夸克。一个中子包含两个上夸克和一个下夸克。原子核被很强的力凝聚在一起，这是标准模型的另一个基础力。正如光子带着电磁场力，一个叫胶子的粒子带着很强的力。似乎电子与上下夸克一起就是我们所需构建原子的东西，进而来描述一般的物质。然而，高能物理实验揭露实际上有六种夸克：上和下，粲和奇，底和顶，它们的数量巨大。

正如我们发现电子，电子有重同类元素叫介子和钛。为什么对于这些粒子来说，有三种（只有三种）不同的版本？这仍是一个谜。这些重粒子只是在非常短的片刻产生，它们只产生于高能量的碰撞中，而不出现在日常生活中。这是因为它们会非常快地衰减回较轻的粒子。这些衰减包含在力的交换和粒子运载，它们被称为 W 和 Z ——不像光子——有质量。它们带有弱力，这是标准模型中的最后的力。相同的力允许光子和中子互相转换，一个驱动太阳的重要融合反应。为了直接观察 W 和 Z，我们需要通过粒子加速度器产生高能量碰撞。有另一种标准模型粒子，称为中微子。

它们只通过弱力互相作用。通过太阳，产生数万亿的中微子，每一秒在我们身边飞过。我们通过弱力相互作用的方法发现有不同种类的中微子它们与电子、介子和钛关联。所有这些粒子都存在相对应的反物质，这些粒子有相反的极性但是在其它方面一样。物质和反物质是在高能量碰撞中成对产生的，当它们相遇时互相抵消。标准模型中的最后一种粒子是希格斯粒子----一种宇宙中能量域背景的量子波。

正如标准模型所说，这个领域的相互反应就是基础物质粒子如何获取质量的。大强子对撞机上做的超环面仪器实验就是在深入学习标准模型。通过精准测量组成宇宙的粒子和力，超环面仪器物理学家可以找到无法用标准模型解释的未解之谜的答案。例如：重力如何嵌入模型？什么是承载力和物质粒子之间的真正关系？我们如何描述组成宇宙的大部分物质但是仍未被观测到的“暗物质”？虽然标准模型对我们周围的世界提供了很好的解释，但宇宙中仍存在众多的谜题等待我们去探索。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Ziyan Fan-astron- Lipeng Chen

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