目前宇宙中最小的粒子是什么?与量子有什么关系?

静怡勤反复练


其实,我从小就在思考这个问题。我小时候无聊的时候就会想真正的宇宙是什么?是否存在一个最小的一个东西?我们既可以构建整个宇宙中的所有内容,又不能将其划分为更小的东西存在?


物理学中总是存在不确定性的空间,尤其是在推测我们将来会发现的东西时。但是这种歧义是否合理尚待我们决定。

如果想知道宇宙是由什么构成的,我们将如何解决这个问题?几千年前,我们知道物质,但是我们无法知道物质的成分。


我们可以通过实验证明该物质(无论是固体,液体还是气体)都占据了空间。我们可以证明它具有质量。我们可以将其组合成更大的数量,也可以分解成更小的数量。但是,只有将物质分解为更小的组成部分,才能找到宇宙中最小的粒子。

某些物质可能由不同的元素组成,例如火,土,空气和水。我相信,现实中只有一个基本组成部分(最小的粒子),其他所有事物都由这个粒子组成。毕达哥拉斯则认为,必须有一个几何数学结构来阐明要遵守的现实规则,这些结构的组合导致了我们今天所知的宇宙。

原子概念的提出

但是,存在真正的基本粒子的想法可以追溯到大约2400年前的德谟克利特。尽管这只是一个想法,但德谟克利特认为,所有物质都是由不可分割的粒子构成的,他称之为原子,意思是“不可切割的”,尽管他的思想包含许多其他无关紧要的细节,但基本粒子的概念仍然存在。


拿走我们想要的任何东西,然后尝试切掉。尝试将其分解为越来越小的组件。每次成功时,都尝试再次裁剪,直到必须超越裁剪的概念才能到达下一层。宏观物体变成微观物体、复杂的化合物变成简单的分子、分子变成原子、原子成为电子和原子核、原子核变成质子和中子,最终剩下夸克和胶子。

在可以想象的最小水平上,我们可以将我们所知道的一切简化为基本的、不可分割的类似粒子的实体:标准模型的夸克、轻子和玻色子。

基本粒子是宇宙中最小的粒子吗?或许宇宙并不是由粒子组成的

就物理尺寸而言,我们有量子物理学的规则来指导我们。宇宙中的每个量子都可以描述为包含一定量的能量。由于存在的所有事物本质上都可以描述为类粒子和类波,因此我们可以对任何此类量子的物理大小设置限制和约束。

尽管分子可能是纳米级(10 -9米)尺度的真实描述,原子可能是埃级(10 -10米)尺度的描述,但是原子核更小。但是对于标准模型粒子,它们会变得更小。在我们探查的能量上,我们可以放心地说,所有已知粒子在10 -19米的尺度下都是点状且无结构的。



据我们的实验知识所知,这些就是我们本质上真正的基础。从实验和理论的角度来看,标准模型的粒子,反粒子和玻色子似乎都是基础。随着我们越来越高的粒子能量,我们可以将现实的结构探究到更高的水平。

大型强子对撞机提供了迄今为止最好的约束条件,但是未来的对撞机或极其敏感的宇宙射线实验可能会使我们走得更远几个数量级:对于最有活力的地面对撞机,其尺度可达10 -21米。

如果我们将一个具有一定能量的粒子(或反粒子或光子)与另一个处于静止状态的粒子碰撞,则被撞击的粒子将以基本点状的方式在我们的极限范围内运行实验,探测器和可获得的能量。这些实验对目前被认为是基本粒子的大小设置了经验限制,被统称为深层非弹性散射实验。

这是否意味着这些粒子是真正的基础?一点也不。它们可能是:

  • 进一步可分割,这意味着可以将它们分解为较小的子组件。
  • 或者它们可能是彼此的共鸣,其中最轻的粒子的较重“表兄弟”是激发态或较轻的粒子的复合形式。
  • 或这些粒子根本不是“粒子”,而是具有更深层基础结构的表观粒子。

这些想法在诸如彩色颜料的场景中比比皆是,但最显着的是弦理论。

没有规定说一切都必须由微粒组成。基于粒子的现实是受实验支持并与实验保持一致的理论思想,但是我们的实验在能量和它们可以告诉我们有关基本现实的信息方面受到限制。在像弦理论这样的场景中,今天我们称为“基本粒子”的一切可能仅仅是弦乐,它以一定的频率振动或旋转,具有开放的性质(两端未连接)或封闭的性质 (两端互相连接)。从而创建两个先前存在的量子,或者组合起来,从两个先前存在的量子中创建一个量子。

在许多情况下,宇宙中未发现的奥秘(例如暗物质和暗能量)根本不是由粒子构成的,而是某种类型的流体或空间性质。时空本身的性质尚不清楚,它们本质上可以是量子的或非量子的,它们可以是离散的(能够分解为大块)或连续的。

我们今天所知道的粒子可以在一个或多个维度上具有有限的非零大小,或者可以是真正的点状,甚至可能一直延伸到普朗克长度。

总结

我们在科学中知道的一切只是暂时的。没有什么我们知道得如此之深或扎实,以至于它是不可变的。我们所有的科学知识仅仅是我们目前能够构建的与现实的最佳近似。最能描述我们宇宙的理论可能解释了我们可以观察到的所有现象,它们可能做出新的,有力的,可检验的预测,甚至对于我们目前所知的任何替代方法都没有挑战。但这并不意味着它们在任何绝对意义上都是正确的。科学一直在寻求收集更多数据,探索新的领域和情况,并在发生冲突时进行自我修改。我们知道的基本粒子在今天看来是宇宙中最小的,但这并不能保证自然界将继续表明我们学习越深的基本粒子是真正存在的。

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科普子期君


目前,宇宙中最小的”粒子”是”空子”,比暗物质还要暗,就是再怎么计算也计算不到,再先进的电子镜也看不到,可是,的确存在。他的能量是宇宙中黑洞的总和对它来说微乎其微,无论宇宙中的万物有生命的没生命,可见的不可见的,都得被它吞噬殆尽。其实,佛学早就悟出来了。”万事皆空”。空是这个宇宙超厉害的,摸不到看不见,但是的的确确存在的。它可能是宇宙超级最终粒子,即”空粒子”。我们去世之后也将进入”空门”。


不听嘚瑟就看百姓生活


盗的图



捷克斯洛FK


基本粒子都很小,共有62种基本粒子。

但我已知的最小事物,应该是....



曦僷


宇宙中最小的也是是基本的粒子是光子,其它所有的粒子都是不同数量的光子按不同的拓扑结构构成的光子团。光子才是最基本的量子,应该成为量子力学的坚实的基础,量子力学只有建立在光量子的基础上才能成为终极科学。


光量子宇宙


宇宙中最小的粒子是光子。量子不是具体的粒子,而是用来表征微观粒子不连续性的一种统称概念。


量子江湖梅晓春


不知道!好像是光量子,时间好像就是它!制造一切,


草民2号


目前科技证实的已知最小粒子不是夸克吗


宇宙星辰海


夸克,弦


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