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上夸克下夸克魅力夸克奇夸克顶夸克和底夸克。比如质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成。上夸克的质量最小，顶夸克的质量最大，下夸克的质量大约是上夸克的两倍。因为夸克禁闭，夸克不能单独存在，也不能被直接观测到。关于夸克的大部分知识都来自于对强子的观察。迄今为止，已经发现了六种夸克。

夸克汤被成功制造出来，对基础物理研究有什么意义？

这个是我的题，大家都让开，让我答！为什么叫夸克汤呢，听起来这么好喝的样子？炖汤的过程，从粒子层面上来说，就是把一坨坨黏在一起的分子打散的过程。夸克汤自然也是同样的做法。之前提到的物质除气液固三种形态之外的等离子态，就是旺火猛炖的结果，如果说炖个肉汤是将肉里手牵手的蛋白分子打散，那等离子态更进一步，它把原子核和电子给打散了，肉汤里满是游离的原子核和自由电子。

再把火调大点，加热到2万亿度甚至更高。恭喜你，您点的麻辣味的夸克汤做好了！在这一高温下，原子核里的质子和中子也被炖烂了，组成它们的物质最基本粒子夸克都被炖了出来，四处乱飞。关于夸克，有一种现象叫夸克禁闭，听起来就玄乎，它是指你找不到单独的夸克粒子，想单拎出一颗来把玩观察，不可能，它都是黏合在一起，这让我们无法观测夸克的本来面目。

而要闹清楚大自然的终极奥秘，就必须要夸克给拎出来。人能上天入地，但现在却对一个小小的夸克粒子没有办法。后来大型粒子对撞机的出现，终于让科学家们如愿了，它们将重元素粒子如金原子加快到接近光速，然后来一次猛烈的对撞。按照爱因斯坦的质能公式，速度越快能量越高，两个以光速相撞的粒子能够释放出多大的能量呢？直观的说，它能产生4万亿的高温！4万亿！妥妥地把太阳秒了个干干净净！在这样的高温中尽管只有几毫秒，原子核里的质子和中子早就被炖烂，夸克都流了出来，汤汁鲜美，科学家们也终得以借此一窥夸克的世界。

夸克可以分吗？

在现代物理学的框架下，你提的这个问题涉及到粒子物理方向。在直观上，我们把一根筷子掰成两半，徒手可以做到。如果再掰成两半，重复多次，估计就要借助钳子等工具，所花费的力气能量也就越大。同样道理，如果把物质分到原子核质子中子，需要的能量就非常巨大，就需要借助粒子对撞机来完成。因此，粒子物理有时候又叫做高能物理。

要回答夸克是否可以分这个问题，需要从理论和实验两个方面去考虑。 从理论来说，描述微观粒子的基本理论是量子场论。从量子场论的角度来说场才是基本的，粒子只是场的激发。当然这是对于非基本粒子而言。什么是非基本粒子呢？粒子物理标准模型有一张表，出现在表上的，就是对于标准模型而言的基本粒子。像质子中子都不属于基本粒子，而构成它们的夸克则是基本粒子。

基本粒子在标准模型中——也就是目前人类所能够实验验证的最精确的理论中——是不可再分的。甚至，单独的夸克不能够自由运动，因为有所谓的夸克禁闭理论。质子和中子都是有三个夸克构成，由于量子场论中粒子数可以不守恒，因此组成中子的三个夸克中的一个d夸克可以衰变为u夸克，中子就变成质子了。但是粒子物理标准模型肯定不是物理学的终结，有许多没有得到实验验证的理论认为夸克也是非基本粒子。

例如，在超弦理论中，夸克是由开弦组成的。从实验上讲，目前世界上最大的对撞机是位于欧洲核子中心的LHC大型强子对撞机。在实验中，他们没有发现夸克可以被细分，目前也没有打破夸克禁闭的证据。中国高能物理学界最近提出了建造巨型对撞机的计划。也许那时会发现一些新的物理现象，这样我们就能更多地了解夸克。关于中国版巨型对撞机的进展，我在2017年6月2日与王院士进行了一次小小的讨论。请看下图。如果中国将来能建造一个新的巨型对撞机sppc，那么我们也许能在20年后完全回答这个问题。夸克可以细分吗？

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