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中文名称 ：胶子 文学家 ：赵壹 年 代 ：汉代 文学体裁 ：赋 |
胶子是传递夸克(Quark)之间强相互作用的粒子。共8种 ，静质量为0，自旋为1，具有色荷(Color Charge)。带电粒子间的电磁相互作用是通过交换光子而实现的;与此类比，具有色荷的夸克之间的强相互作用是通过交换胶子而实现的，所不同的是光子不带电荷，光子本身不能放出或吸收光子;胶子具有色荷 ，胶子之间也有强相互作用，胶子本身可放出或吸收胶子。实验上还未发现自由状态的胶子，但1968年电子对质子的深度非弹性散射实验中，显示质子中有着点状结构，质子的能量只有一半由带电的点状物质所携带，另一半则由中性的无电磁作用的组分所携带。按照夸克模型，这带电的点状结构是夸克，中性的组分就是胶子，实验结果提供了可能存在胶子的迹象。1979年在高能正负电子对撞实验中发现三喷注现象，进一步显示了胶子的存在。
物理中解释
在物理学中，胶子是一种负责传递强核力的玻色子 。它们把夸克捆绑在一起，使之形成质子、中子及其他强子。胶子的电荷为零，但自旋是1。它们通常假设为无质量，但亦可能有大至几百万电子伏特(MeV)的质量。胶子是维持原子核稳定的重要一环。在量子色动力学(QCD，是一广为接受描述强核力的理论)中，当两颗粒子色荷互相作用时便会交换胶子。当两颗夸克交换胶子时，它们自身的色彩亦会同时改变;胶子会携带发出者的反色彩以补偿发出者的色变，它亦会携带接收者的色彩。因胶子本身有色，故它们亦能与其它胶子互相作用，令到对于强核力的数学分析十分复杂和困难。于1979-1986年，大型正负电子对撞实验凭一明显的三重喷流结构显示了胶子的存在;其第三喷流被认定为一个产生了的夸克发出胶子。
性质
胶子是矢量规范玻色子，如同质子，它的自旋为1。自旋为1的带质量粒子可以拥有三种偏振态。在量子场论里，为了满足局域规范不变性，规范玻色子的质量必须为零，因此胶子不带质量(实验上限为0.0002eV)，所以，只有两种偏振态。类似光子，胶子是个矢量粒子，所以胶子的内秉宇称是负数-1。在量子色动力学里，依照所带有的色荷与反色荷来区分，一共存在有8种不同的胶子。每个夸克都带有三个不同的色荷:红色、蓝色与绿色。每个反夸克都带有三个不同的反色荷:反红色、反蓝色与反绿色。每个胶子带有一个色荷与一个反色荷。要想正确了解它们怎样组合在一起，就必需更仔细地思考色荷数学。
实验
接着我们来看看关于胶子的各种实验。夸克与胶子借着分裂成更多夸克与胶子来显现自己。这些分裂出的夸克与胶子又会强子化成为无色的正常粒子。1978年夏季，在国际会议、座谈会等等多个学术场合里，德国电子加速器的正负电子对撞机与储存环(DORIS)的PLUTO 实验团队报告，发现非常狭窄共振Y(9.46)的强子型衰变可以诠释为由三个胶子制成的三重喷流事件(英语:three-jet event)的证据。同一团队后来发表分析报告确定这诠释正确无误，并且展示出胶子的自旋为1。1979年夏季，在德国电子加速器的正负电子对撞机PETRA，TASSO实验团队、MARK-J实验团队、PLUTO实验团队，后来，在1980年，JADE粒子探测器(英语:JADE (particle detector)))又观察到三重喷流事件，这被诠释为qq胶子轫致辐射，现在更为明显可见。1980年，TASSO实验团队与PLUTO实验团队确定胶子的自旋为1。1991年，在欧洲核子研究组织大型正负电子对撞机储存环完成的一项后续实验确定这结果正确无误。在德国电子加速器的强子-电子环加速器，胶子的物理性质被特别地研究分析。H1探测器实验与ZEUS探测器实验，这两项实验对于胶子在质子里的数量分布与动量分布做出仔细测量。从1996年至2007年，HERMES实验(英语:HERMES experiment)研究胶子对于质子自旋的贡献。从H1探测器实验搜集的光子制备数据，被用来计算光子内部的胶子密度，当光子呈现强子行为之时。色禁闭可以用无法找到自由夸克来核对，也就是说无法找到非整数的电荷。通常，为了抵销量子颜色与风味量子数，夸克会成对产生(夸克与反夸克)。可是，在费米实验室的CDF实验团队与D0实验(英语:D0 experiment)团队于2009年报告，探测到顶夸克单独产生的证据(虽然这仍旧涉及到成对产生，但是夸克与反夸克的风味不同)。至今为止，尚未能找到任何胶球存在的证据。2000年，欧洲核子研究组织的超级质子同步加速器声称，在重离子对撞时观察到退禁闭，这意味着观察到一种新的物质态:夸克-胶子等离子体。2004年至2010年，在布鲁克黑文国家实验室的相对论性重离子对撞机(RHIC)，四个不同实验同时期找到夸克-胶子等离子体。2010年，在欧洲核子研究组织的大型强子对撞机，三个实验大型离子对撞机实验、超环面仪器与紧凑μ子线圈确定探测到夸克-胶子等离子体。[2]
八种胶子
从一般人的角度来看，由于有三种色荷，故应有九种不同的胶子。可是，若由数学角度出发则胶子应有无限多种:以上九种形态的叠加(如图)。此外，由于实验证明无色重子并不互相作用，故以下性质必然成立，否则重子便能通过发射胶子来利用强核力互相作用。[1]
视频
太阳高温算什么？宇宙最热物质“夸克-胶子汤”高达4万亿℃，简直可怕！