夸克

基本電荷

基本電荷 (Elementary charge)
國立臺灣大學物理學系 簡裕峰

電荷,指的是物體的帶電量。而基本電荷指的是電荷的最小單位,意即所有的電荷都是基本電荷的整數倍。現今基本電荷的定義是一個質子或電子所帶的電荷量,符號為 $$e$$,大小是 $$1.602\times 10^{-19}$$ 庫倫 (C)。電荷是一種物體的基本性質,如同質量是物體的基本性質一樣,電荷不是粒子,電子和質子才是粒子。

【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】1976年諾貝爾物理獎官方新聞稿

【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】1976年諾貝爾物理獎官方新聞稿

1976年諾貝爾物理獎官方新聞稿
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯 葉承効 / 中央大學物理系教授張元翰 責任編輯

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照片為丁院士提供,請勿任意轉載。

瑞典皇家科學院(The Royal Swedish Academy of Sciences)決定將 1976 年的諾貝爾物理獎頒給美國史坦福直線加速器中心的伯頓.里克特(Burton Richter)教授與美國麻省理工學院的丁肇中教授,以表彰他們在發現一種新的重基本粒子中所進行的開創性研究。

以對基本粒子的研究共享諾貝爾物理學獎殊榮

今年的物理獎頒發給探究物質最基本組成單位的研究,這個單位甚至比原子與原子核還小。根據愛因斯坦著名的質能等價定律,$$E=mc^2$$,創造重粒子需要大量的動能,而且能量必須非常集中。這次獲獎的兩個實驗是分別在兩個世界最大的粒子加速器中獨立進行。丁肇中和他的研究員將他們自己的偵測器與布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory)的質子加速器相連接。加速器的直徑約為 200 多公尺,而丁肇中的團隊所使用的偵測器,長度將近 15 公尺。里克特團隊的偵測器則是與位於史坦福直線加速器中心,長達三公里的直線電子加速器相連。里克特的儀器太過龐大,因此無法放在室內。在探測極微小的物體時,大型的顯微鏡是必需而且無可避免的。為了看到最小的物體,我們需要最大的偵測器。

基本粒子

基本粒子 (Elementary Particle)
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

宇宙的起源一直是天文學中想要探討的問題,而要瞭解宇宙更早期的情況,就必須研究「基本粒子」(物質組成的最基本單位,稱為基本粒子),例如原子是由電子以及原子核所組成的,而原子核是由質子與中子所組成的,質子與中子又分別是由三個夸克 (quark) 以不同的方式組成(質子:兩個上夸克和一個下夸克;中子:一個上夸克和兩個下夸克)。其中電子與夸克是基本粒子,質子和中子則不是。除了電子與夸克之外,還有許多基本粒子,共同組成宇宙中所有已知的物質。

1995 年4 月:美國費米國家實驗室頂夸克的發現

1995 年4 月:美國費米國家實驗室頂夸克的發現
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

粒子物理的標準模型認為,所有物質均由含有 $$6$$ 種夸克與 $$6$$ 種輕子的基本粒子所組成,其中最重的為頂夸克(又稱 $$t$$ 夸克)。頂夸克不穩定,只有在人為製造時,例如美國伊利諾州 Batavia 的費米國家實驗室以高能的質子和反質子束來相互碰撞,才偵測得出來。物理學家在 1977 年發現與它同代的底夸克(或稱 $$b$$ 夸克)時,就深信頂夸克一定存在,只是他們沒想到還要等了將近 $$20$$ 年才終於找到它。