檢視強子hadron 的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''大型强子对撞机'''<br><img src="https://home-dream-solution.com/media/science/large-hadron-collider-switch-on-fears-are-completely-unfounded.jpg" width="250"></center><small>[https://cn.home-dream-solution.com/large-hadron-collider-swi 圖片來自home-dream-solution]</small> 
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'''强子'''（英语：hadron）是[[粒子物理学]]中一种由[[夸克]]或[[反夸克]]<ref>[http://www.qask.com.tw/Answer.aspx?c=c1&id=17578 反夸克]，名師學院</ref> 通過[[強作用力]]綑綁在一起的[[複合粒子]]。

强子主要分为以下兩大類：
*[[重子]]：由三个夸克或三个反夸克组成，[[自旋]]总是半整数；也就是说，它们是[[费米子]]。例如，组成原子核的[[质子]]和[[中子]]都是重子。
*[[介子]]：由一个夸克和一个反夸克组成，自旋是整数；也就是说，它们是[[玻色子]]。例如，Pion介子可以是 Pion0、Pion+、Pion-，每一種都分別帶有不同的[[電荷]]。Pion0介子是由[[上夸克]]與[[反上夸克]]組成，或由[[下夸克]]與[[反下夸克]]組成。Pion+介子是由上夸克與反下夸克組成。Pion-介子是由下夸克與反上夸克組成。

另外，還有一些比較稀有的[[奇異強子]]：
*Z(4430)：由[[Belle實驗]]發現的一種[[介子]][[共振]]，質量為4430|ul=MeV。這個粒子內含的夸克為Charm quarkCharm antiquark Down quark Up antiquark，因此可以候選為由四個夸克組成的[[四夸克態|四夸克]]。2014年，[[LHCb|大型强子对撞机底夸克]]（Large Hadron Collider beauty，LHCb）实验團隊發現與確認Z(4430)粒子存在。
*由四個夸克與一個反夸克組成的[[五夸克]]可能會存在，但是至今為止，尚未有實驗證據确切地证实存在，不过2015年七月的新数据分析可能证实它的存在。
在所有強子之中，只有[[質子]]是穩定的，束縛於[[原子核]]內的中子也是穩定的，其它種類的強子在普通狀況都是不穩定的。自由中子會進行[[衰變]]，[[半衰期]]約為880秒。在實驗方面，強子物理學研究通常會將質子或像[[鉛]]一類的重元素原子核碰撞在一起，然後分析產生的粒子射叢。

==詞源==
在1962年[[國際高能物理大會]]的全體會議裏，列夫‧奧肯發表演講提議創建術語「hadron」，儘管這篇報告論述的是弱相互作用，我們會時常談到感受強相互作用的粒子。這些粒子不只給出很多科學問題，它們也造成了一個術語問題。重點是「感受強相互作用的粒子」是一個很笨拙的術語，它並沒有使自己形成一個形容詞。因此，例如，衰變為感受強相互作用的粒子被稱為「非輕子的行為」。這定義並不精確，因為「非輕子的行為」可能指稱的是「光子的行為」。在這篇報告裏，我將稱呼「感受強相互作用的粒子」為強子，其對應衰變為強子的行為（希臘語「ἁδρός」表示為「大」、「重」的意思，而「λεπτός」表示為「小」、「輕」的意思）。我希望這術語會在未來被證明使用很方便。

==重子==
重子是由三個夸克組成，是自旋為1費米子。每一個夸克的重子數為1，所以，重子的重子數為1。最為人知的重子是質子與中子。

物理學者假設，除了三個夸克以外，還擁有一對夸克與反夸克的奇異重子存在。這種重子稱為[[五夸克]]，處於[[五夸克態]]。2000年代曾提出幾個候選五夸克，但是更深入研究發現它們並不存在。這結果不排除未來可能找到五夸克的可能性，只是排除了這些候選五夸克。

每一種重子都有其對應的反重子，假設將重子裏的每一個夸克用其反夸克取代，則可得到這反重子。例如，質子是由兩個上夸克與一個下夸克組成，它的反粒子是反質子，是由兩個[[反上夸克]]與一個[[反下夸克]]組成。

==介子==
介子是由夸克-反夸克對組成的強子。介子是自旋為整數的玻色子，擁有偶數個夸克。介子的重子數為零。在粒子物理學實驗裏常見的介子有Pion介子、Kaon介子等等。在原子核裏，Kaon介子通過[[核力]]也扮演了捆綁[[核子]]的角色。

原則而言，幾個夸克-反夸克對組成的介子可能存在。由兩對組成的假想介子稱為[[四夸克態|四夸克]]，處於[[四夸克態]]。2000年代曾提出幾個候選四夸克，但是它們是否存在仍極具爭議。另外，還有一些假想的[[奇異粒子|奇異介子]]是在[[夸克模型]]的分類以外，這包括[[膠球]]與混介子|hybrid meson（被激發態膠子綑綁組成的介子）

==性質==
根據[[夸克模型]]，強子的性質主要是決定於其[[價夸克]]，例如，質子是由兩個[[上夸克]]與一個[[下夸克]]所組成；上夸克的電荷為+2，下夸克的電荷為−1，所以，質子的電荷為+1。

每一個夸克都帶有[[色荷]]，這色荷可以為紅色，綠色或藍色，而強子的[[色荷]]必需為零，即強子的顏色必需為「無色」或「白色」，這是因為一種稱為[[夸克禁閉]]的物理現象。最簡單達成這目標的方法有兩種：
*組成重子的三個夸克必須帶有不同的色荷。
*組成介子的一個夸克與一個反夸克必須帶有相反的顏色，例如，假若夸克帶有紅色，則反夸克必須帶有反紅色。

更進一步分析，強子並不只是由兩個或三個夸克組成，這是因為強相互作用的能量，即傳遞強相互作用的膠子可能會擁有足夠能量E來產生共振，而這共振是由帶質量夸克所組成的：
:E > mc^2；

其中，m是夸克的質量。

因此，數量比率為1:1的虛夸克與虛反夸克，形成了大多數帶質量粒子在強子內部。兩個或三個價夸克是額外多餘部分。由於虛夸克不是穩定的波包（量子），而是非規律的暫時性現象，辨識哪個夸克是實夸克，哪個夸克是虛夸克，這動作並不具有實際意義，只有額外多餘部分才可從外部觀察得到。

如同所有[[亞原子粒子]]，每個強子都被分派一個[[量子數]]對應於[[龐加萊群]]的[[表示論|表示]]：J<sup>PC</sup>(m)；其中，J是[[自旋]]量子數，P是內秉[[宇稱]]，C是[[正反共軛]]（電荷共軛），m是粒子質量。注意到強子的大部分質量不是由價夸克所貢獻，而是因為[[質能等價]]，大部分質量是從強相對作用的能量所貢獻的。強子也帶有[[風味|味量子數]]，例如，[[同位旋]]、[[奇異數]]、[[頂數]]、[[底數]]、[[粲數]]等等。所有夸克都帶有一種加性的守恆量子數，稱為[[重子數]]B；夸克的重子數為+1，反夸克的重子數為−1，因此，重子的重子數為1，介子的重子數為0。

強子的激發態稱為「共振」；每一個基態強子都可能對應於幾個激發態。在粒子物理實驗裏，可能會觀察到幾百個共振；通過強相對作用，它們很快地會衰變，大約在10<sup>−24</sup>秒內。

在某些[[相態]]裏，強子可能會消逝無蹤，例如，在非常高溫與高壓狀況，除非有足夠多[[風味]]的夸克，[[量子色動力學]]的理論預測，夸克與膠子會逃出強子的禁閉，因為能量越高，強相對作用的[[耦合常數|耦合]]越弱，這性質稱為[[漸近自由]]，已被實驗證實在1 [[GeV]]與1 [[TeV]]能量區間成立。

== 参阅 ==
* [[大型強子對撞機]]
* [[粒子列表]]
* [[強子化]]
== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category:330 物理學總論]]