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通俗的讲什么是质量?解读质量的本质

我们经常称体重,尤其是减肥的朋友:我的体重减到了50公斤,我为此欣喜若狂。

但是你有没有想过什么是素质?质量是如何产生的?我们通常所说的重量,其实并不涉及质量的本质,严格来说只是地球给予我们的重力。

物理上讲,质量就是物质的量,是由密度和体积组成的度量。但是这个定义还是有些抽象。有具体的定义吗?

众所周知,我们每天看到的宏观物体都是由最基本的微观粒子组成的。一切都是由原子组成的,原子由电子和原子核组成,原子核由中子和质子组成。

原子核和电子构成了原子的质量,但电子的质量很小,大部分质量来自原子核,电子的质量几乎可以忽略不计。

比如对于氢原子来说,核外电子的质量只占原子质量的1/1837!

电子是基本粒子,不可再分,其下没有更小的结构单元。质子和中子有更小的结构单位:夸克。夸克和电子都是基本粒子。

质子和中子由三个夸克组成,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。

夸克也有质量。按理说,夸克的总质量应该等于原子核的质量,但事实并非如此。科学家发现,夸克的总质量不到原子核质量的1%。99%的质量在哪里?

答案在于强交互。

首先我们要明白自然界有四种基本力:强力、弱力、电磁力和引力。四种力中,强力的强度最大,引力的强度最小。

组成质子和中子的夸克通过强相互作用连接在一起,强作用力通过胶子传递。

众所周知,胶子在传递强力的过程中伴随着巨大的能量,像胶水一样把夸克粘合在一起。

根据爱因斯坦的质能方程,能量和质量是等价的,强相互作用的巨大能量相当于质量,而原子核中99%的质量其实就是强相互作用的巨大能量,夸克只占原子核质量的1%。

接下来的问题是,夸克的1%质量从何而来?

需要用“上帝粒子”来解释。

所谓的“上帝粒子”其实就是希格斯玻色子。希格斯场充满了整个宇宙,希格斯玻色子是。

希格斯场的量子激发。质量可以通过基本粒子与希格斯场耦合得到。

如何证明希格斯场的存在?只要找到希格斯玻色子(上帝粒子),就能证明。科学家在大型粒子对撞机中发现了希格斯玻色子的存在,希格斯获得了诺贝尔物理学奖。

各种基本粒子(费米子、电子、夸克等。)会与希格斯场耦合获得质量,而各种玻色子(传播自然力的传播子)如光子不会与希格斯场耦合获得质量,静止质量为零,只能以光速传播。

那么夸克是由什么组成的呢?目前我们不知道,因为夸克禁闭的存在,科学家无法观测到夸克的存在。

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