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夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?
2019年05月22日 14:18 新浪网 作者 科学认识论

  首先我需要纠正题主一个错误的观念。

  为什么夸克不能单独存在?

  这样的提问已经是本末倒置了。科学不是解释自然现象为何如此,而是在自然现象的基础上归纳一般性规律,然后总结出的规律就是夸克不能单独存在。

  比如科学家从来没有发现过单独存在的夸克,同时发现夸克之间的距离越远,吸引力就越强。基于这样的现象才总结出来了夸克禁闭的理论。

  夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

  为了能使夸克之间的相互作用对接到物理学的范畴内,于是将夸克之间的相互作用归纳成一种新的力,这就是强力。

  因为夸克之间的相互作用和引力和电磁力都不一样,这种因距离增加而增大的相互作用就是全新的一种力。

  于此同时,科学家还发现夸克另一种性质,就是夸克的组成集体的量子态始终保持统一特质。

  单独的夸克本来就有三种量子态,不管夸克怎么组合,其夸克组成集体的量子态总是一样的。

  于是科学家借助了生活中三原色组合成白色的道理类比夸克的这种性质。

  夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

  这也是夸克色荷的来源。这并不是夸克的颜色,而是借助三原色解释夸克的这种性质。

  如果两个夸克组合在一起,那么各自必是互为反物质。比如携带绿色荷的夸克,其反物质夸克就是反绿。

  绿+反绿=白。这种组合形式虽然在日常生活中的三原色种不存在,但是可以联想到正负数中和的理念。

  还有一种就是三个夸克组合在一起,可以是红、绿、蓝色荷的夸克,也可以是反红、反绿、反蓝的组合。因为这样,夸克集体的色荷为白。

  夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

  夸克为什么不能单独存在?

  从多个夸克组合的现象到一般性规律,科学家还没有发现色荷不为0的夸克群存在。

  如果夸克单独存在,它携带的色荷必然不为0,那就不符合科学家总结的一般性规律,而这个规律目前没有被打破。

  所以在现有理论中,单独的夸克就需要和其他夸克中和色荷。

  总结一下,夸克不能单独存在有两个原因。

  一:夸克之间有强力,距离越大,强力越强。所以夸克不会脱离夸克群而单独存在。

  夸克禁闭是什么?为什么会使夸克不能单独存在?

  二:夸克之间的色荷需要被中和掉,单独的夸克无法中和掉色荷,所以需要融为夸克群来中和。

  不过这两点在本质都是一样的,那就是由夸克的量子状态决定的。

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