[科普中国]-上夸克

所有的中子都是由三个夸克组成的，反中子则是由三个相应的反夸克组成的，比如质子，中子。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。至1967年，科学家透过SLAC直线加速器进行的深度非弹性散射实验，首度为这种夸克的存在提供了证据。

历史在粒子物理学的发展初期（20世纪前半），质子、中子、Π介子等等强子都被视为基本粒子。可是，随着更多新强子被发现，粒子园也跟着扩张，从1930年代与1940年代的几种粒子扩张至1950年代的几十种粒子。可是，物理学者并不清楚它们彼此之间的关系。1961年，默里·盖尔曼与瑜法尔·尼曼分别独立地提出一种称为八重道的分类系统，以数学术语来说，就是SU(3)味对称性。

这种分类系统将各种强子组织成同位旋多重态，然而，它背后的物理理论并不明朗。1964年，盖尔曼与乔治·茨威格分别独立地提出夸克模型，其最初仅仅描述了上夸克、下夸克与奇夸克的物理行为可是，虽然夸克模型解释了八重道，并没有任何实验直接证实了夸克的存在。1968年，在斯坦福直线加速器中心，深度非弹性散射实验揭露，质子拥有内在结构，质子是由三个更为基础的粒子组成，从而夸克模型被公认为正确无误。

最初，人们很不愿接受这事实，他们比较喜欢理查·费曼的部分子模型。随着时间流易，夸克理论渐渐被人们接受。1

研究背景上夸克的存在最先于1964年提出，当时Gell-Mann及Zweig制成了夸克模型。至1967年，透过SLAC直线加速器进行的深度非弹性散射实验，首度为这种夸克的存在提供了证据。1

组成结构一个中子由两个下夸克和一个上夸克构成，根据粒子物理学的标准模型理论，上下夸克是构成核子的基本元素，质子拥有两颗上夸克和一颗下夸克，而中子则有一颗上夸克和两颗下夸克。上夸克（Up quark，简称u）是第一代夸克分类的一种。它拥有+(2/3)e的电荷，也是最轻的夸克，净质量介乎1.5到4 MeV之间。1

理化性质事实上，一颗核子的质量是以夸克间的胶子力主导，而非夸克本身的质量。上夸克的自旋为1/2；同位旋为1/2；同位旋分量为1/2；超荷+1/3；奇异数、粲数、底数和顶数皆是0。2

质量尽管上夸克极为常见，物理学者并不明确它的裸质量，其数值大概是在1.8与3.0MeV/c²之间使用格点色动力学计算可以给出比较准确的数值：2.01±0.14MeV/c²。

夸克的质量不能够做实验直接测量，因此是相当难决定的数量。在介子或重子里，夸克的有效质量会变得很大，这是源自于夸克与夸克之间的胶子场所造成的结合能，注意到狭义相对论允许能量与质量之间的相互转换。由于上夸克的裸质量很小，它不能被直接计算出来。2

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学