物理学的极限,宇宙中最小的物质究竟是什么?

如题所述

宇宙中最小的物质是什么我们并不知道,只能大致知道目前已知最小的物质。毕竟,我们尚未获得最为根本的物理学理论,关于物质的最基本组成还无法确定。


就目前所知,组成物质的是原子,而组成原子的是质子、中子和电子。电子被认为是基本粒子,已经无法再细分下去。但质子和中子是由更小的夸克组成,而夸克就像电子一样被认为是不可再分的基本粒子。那么,电子和夸克有多小呢?


在微观层面,粒子所表现出来的行为与我们的常识大相径庭,诸如电子、夸克(尽管由于色禁闭没有自由的夸克)等微观粒子具有波粒二象性。根据粒子物理标准模型,电子是带点电荷的点粒子,没有空间范围。不过,定义电子的半径在原子尺度的相互作用问题上很有用。根据经典电子半径的定义可得,电子的半径约为2.8×10^-15米,即一亿亿分之二十八米。但这个定义忽略了量子力学的影响,使得这其实与电子的真正基本结构没有什么关系。从彭宁离子阱的测量结果来看,电子半径的上限约为10^-22米。但从能量不确定关系来看,电子半径的上限约为10^-18米。




就像电子一样,夸克理论上也应该是点状的、无穷小的。从实验数据来看,夸克的半径小于4.3×10^-17米,大于10^-19米。也就是说,电子和夸克的尺度相当。




除了组成物质的基本粒子外,还有更小的基本粒子,比如中微子。据估计,电子中微子的电荷半径尺度为10^-19米,略小于电子和夸克。





另外,如果从弦理论的角度来看,基本粒子都是由更小的一维弦组成,其大小就是最小的尺度,即普朗克长度,数量级为10^-35米。由于涉及到最小尺度,导致我们无法直接观测到一维弦。

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第1个回答  2021-01-04

冷知识:宇宙中最小的东西是什么

第2个回答  2019-08-07
宇宙中最小的物质叫做夸克。
第3个回答  2019-08-07
宇宙中最小的物质是跨克。它具有非常特殊的性质。
第4个回答  2019-08-08
我们尚未获得最为根本的物理学理论,关于物质的最基本组成还无法确定
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