胶子
胶是什么
胶是一个非常大的范围,有多种释义,在古代一般指的是药物剂之一,使用动物的皮、骨、甲、角等加水反复煎熬,浓缩制成的干燥胶块,例如生活中长假的呢驴皮胶、鱼胶、鹿角胶等。现代则是指用动物的皮、角或树脂等制成的能粘合器物的东西,例如胶水等。 什么是胶 另外胶也指橡胶制品,这类材料在生活中极为常见,轮胎就是其中一种,或者也可以用胶来代指像胶一样有黏性的东西,例如胶泥。总的来说,胶是一种粘性比较好或者是弹性较好的东西。 而在古代,胶也有多种含义,不仅指鱼胶、鹿角胶等,也泛指学校或者是禽类的鸣叫声,在不同的场合下有不同的意思,所以单看一个“胶”字不能完全的体会到它的真正含义。 胶水的用处 如若特指的是胶水,那么一般就是连接两种材料的中间体,多为水剂状,使用之后会迅速硬化,达到粘粘的效果,可以用来粘纸张、鞋子等等,价格也比较低廉,在超市中就能买到。
胶,是什么?
胶水的种类太多太多 不能一统而定
如果是市面上的普通胶水,其成分基本是水,添加部分聚乙烯醇、白乳胶、硬脂酸钠、滑石粉、尿素、乙二醇、蔗糖、香精等等,对人体危害不大(如果拿来吃),如果用来当眼药水用估计后果比较严重。
502胶水的主要成分是α-氰基丙烯酸乙酯,其实质是无色透明、低粘度、不可燃性液体,单一成分、无溶剂,稍有刺激味、易挥发、挥发气具弱摧泪性。
建筑胶粘剂的,707乳液以及其它高级助剂,目前普遍采用的108胶 主要成分为聚乙烯醇
适用范围 本品适用于混凝土、加气混凝土、灰砂砖、粉煤灰砖的界面处理,也可用于抹灰砂浆、粘贴瓷砖砂灰的添加剂,用以增强粘接力。
胶子的介绍
Gluon. 理论上预言传递夸克(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。
胶子是什么
胶子
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。胶子是维持原子核穏定的重要一环。
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,它们自身的色彩亦同会时改变;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1980年代早期,位于汉堡的德国电子加速器(DESY)的大规模电子-正子碰撞器(Large electron-positron collider,PETRA)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。
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(例如 等)。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。
因胶子再没有其他线性独立关系,故只有八种线性独立的胶子,其一般简化为“胶子共有八种”。
为什么只有8个胶子?
宇宙最令人费解的特征之一就是强大的核力量。在每个质子或类似中子的粒子内部,都有三个夸克,每个夸克都有自己的颜色。这三种颜色的总和构成了一种无色的结合,这似乎是宇宙所必须的。您可以具有三个夸克,三个反夸克(具有相应的反色)或一个夸克-反夸克的组合:可以抵消的颜色-反色。最近,发现四夸克(带有两个夸克和两个反夸克)和五夸克(带有四个夸克和一个反夸克)也产生无色的量子态。
但是,尽管自然界中允许使用三种颜色和三种反色,但能调节强力的颗粒(胶子)却只有八种。您可能会认为,您可以幻想的每种颜色-反色组合都将被允许,从而给我们提供9种颜色,但我们的物理宇宙按照不同的规则发挥作用。这就是为什么我们只有八个胶子的令人难以置信和令人惊讶的物理学。
在物理学中,只有几个基本力,每个基本力都由自己的规则支配。在引力中,只有一种电荷:质量/能量,它总是很有吸引力。您可以拥有多少质量/能量没有上限,因为最糟糕的是创建一个黑洞,它仍然符合我们的重力理论。每个能量量子-无论它是否具有静止质量(例如电子)或不存在(例如光子),都会弯曲空间结构,从而导致我们将其视为重力现象。如果说引力本质上是量子,那么只需要一个量子粒子即引力子就可以承载引力。
电磁是在宏观尺度上容易出现的另一种基本力,它给我们带来了更多的变化。除了一种类型的电荷,还有两种:正电荷和负电荷。像电荷一样排斥;相反的收费吸引。尽管电磁学的物理原理与引力学的物理原理有很大不同,但其结构仍与引力一样简单。您可以不受限制地拥有任意大小的免费电荷,并且只需要一个粒子(光子)即可介导所有可能的电磁相互作用。
但是,当我们继续研究强大的核力量时,规则就根本不同了。除了一种类型的电荷(引力)或什至两种类型的电荷(电磁),还存在三种用于强核力的基本电荷,即所谓的颜色。此外,颜色遵守的规则不同于其他因素。其中包括:
· 您不能拥有任何类型的净费用;仅允许"无色"状态。
· 颜色加上其反色是无色的。此外,所有三种唯一的颜色(或反色)加在一起也是无色的。
· 每个夸克都包含一种颜色的净色料。每个反夸克都分配有一个反色。
· 唯一带有颜色的标准模型粒子是胶子:夸克交换胶子,这就是它们形成结合态的方式。
尽管这些复杂的规则与重力和电磁的规则大不相同,但它们实际上可以帮助我们了解质子和中子等单个粒子如何结合在一起。
首先,质子和中子本身以及其他类似粒子(称为重子)必须由三个夸克组成,每个夸克具有不同的颜色。对于质子或中子等每个粒子,都有一个反粒子对应物,由三个反夸克组成,每个反夸克包含不同的反色。每时每刻存在的每种组合都必须是无色的,这意味着夸克有一种红色,一种绿色和一种蓝色。用于防夸脱的一种是青色(反红色),一种是品红色(反绿色),一种为黄色(反蓝色)。
像所有受量子场论控制的粒子一样,强核力的工作方式是通过粒子交换。但是,与重力或电磁不同,强核力背后的理论结构要复杂一些。尽管引力本身不会改变所涉及粒子的质量/能量,并且电磁不会改变彼此吸引或排斥的粒子的电荷,但夸克(或反夸克)的颜色(或反色)每次都会改变发生强大的核力量。
我们形象化的方式是通过交换胶子。每个胶子都将由一个夸克(或反夸克)发射,并被另一个夸克(或反夸克)吸收,这与电磁遵循的规则相同:每个光子由一个带电粒子发射并由另一个带电粒子吸收。光子是传递电磁力的传力粒子。胶子是介导强大核力的粒子。
您可能会立即想到,可能有9种胶子:每种可能的颜色-反色组合中的一种。实际上,遵循一些非常简单的逻辑,这几乎是每个人所期望的。有三种可能的颜色,三种可能的反色,每种可能的颜色-反色组合代表一种胶子。如果您可视化质子内部发生的情况,如下所示:
· 夸克发出胶子,改变其颜色,
· 然后胶子被另一个夸克吸收,改变其颜色,
您会清楚地了解到六种可能的胶子所发生的情况。
如果在质子内部有3个胶子-一个红色,一个绿色和一个蓝色,总和为无色,那么很明显,以下六个胶子交换可能发生。
· 红色夸克可能会发出红色-蓝色的胶子,将其变成蓝色,然后将蓝色夸克变成红色,
· 或红色-反绿色胶子,将绿色夸克变成红色,
· 或蓝色夸克可能发出蓝红色胶子,将其变成红色,而红色夸克变成蓝色,
· 或蓝绿色胶子,将绿色变成绿色,而夸克变成蓝色,
· 或者绿色的夸克可能会发出绿色的胶红色胶子,将红色变成红色,而红色的夸克变成绿色,
· 或绿色反蓝胶子,将其变成蓝色,使蓝夸克变绿。
这样就可以处理六个"简单"胶子。但是其他的呢?毕竟,您难道不希望还会有红色-红色,绿色-绿色和蓝色-蓝色的胶子吗?
抱歉不行。假设您做到了:假设您有一个红色和红色的胶子。夸克会发出红光,保持红色。但是哪个夸克会吸收它?绿夸克不能,因为没有"反绿"部分可以将其抵消并变成无色,因此可以从胶子中提取红色。同样,蓝夸克也不能,因为胶子中没有"反蓝"。
这是否意味着只有六个胶子,而另外三个胶子在物理上不存在?
不完全的。虽然您不能拥有纯的"红-抗红"或"绿-抗绿",但您可以具有混合状态,部分是红-抗红,部分是绿-绿,甚至是蓝色-蓝。这是因为,在量子物理学中,具有相同量子态的粒子(或粒子组合)全部混合在一起。这是不可避免的。就像中性介子是上抗夸克和下抗夸克的组合一样,其他允许的胶子是红抗红,绿抗绿和蓝抗蓝的组合。
但是也不是三个。关键原因是:由于强力的特殊特性,还有更多的限制条件。无论您将哪种颜色用作单色的反色组合,都需要使用不同颜色的负彩色反色组合才能拥有真正的胶子。
让我们通过示例向您展示它的外观。假设您想要一个既具有红色抗蓝又具有蓝色抗蓝特性的胶子。(实际的颜色选择本身是任意的。)您可以这样做,但是您需要的组合是:
[(红色-红色)-(蓝色-蓝色)] / (2),
那里有一个负号。现在,您需要另一个胶子,但是它必须独立于您已经使用的组合。没关系;我们可以写下一个!看起来像这样:
[(红色-红色)+(蓝色-蓝色)-2 *(绿色-绿色)] / (6)。
我们是否可以写下第三个组合,它们独立于这两个组合?
是的,但这违反了我们刚才谈到的另一个重要规则。您可以写下以下形式的第三种胶子:
[(红色-红色)+(蓝色-蓝色)+(绿色-绿色)] / (3),
独立于前两个组合。换句话说,如果允许的话,我们将获得第九胶子!但是,您可能已经猜到了,事实并非如此。所有颜色-反色成分均为正值;否定颜色和反色组合不存在,这对应于这种假设的胶子不是物理的。对于三种可能的颜色-反色组合,您只能具有两个带有负号的独立配置。第三个永远是积极的。
用群论术语(对于那些在物理或数学上有足够高级的人),胶子矩阵是无迹的,这是is组U(3)和特殊unit组SU(3)之间的差。如果强力是由U(3)而不是SU(3)控制的,则将有一个额外的,无质量的,完全无色的胶子,其粒子的行为类似于第二个光子!不幸的是,我们宇宙中只有一种类型的光子,通过实验告诉我们只有8个胶子,而不是您可能期望的9个。
夸克和反夸克具有三种颜色和三种反色,正是这些颜色-反色颗粒的组合在它们之间介导了强大的核力:胶子。六个胶子简单明了,具有颜色-反色组合,其反色与所讨论的颜色不同。另外两个是颜色的组合-反色彼此混合,并且它们之间有一个负号。唯一允许的其他组合是无色的,并且不能满足成为物理粒子所必需的标准。结果,只有8个。
值得注意的是,标准模型在群论的数学中得到了很好的描述,其强大的力量与该特定数学分支的预测完全吻合。与重力(仅具有一种类型的吸引性正电荷)或电磁体(具有吸引或排斥正电荷和负电荷)不同,彩色电荷的特性要复杂得多,但可以完全理解。仅需八个胶子,我们就可以将整个夸克和反夸克在物理上的所有可能组合放在一起。
《爆炸开始》由伊森·西格尔(Ethan Siegel)博士撰写,他是《超越银河》和《迷航学:从Tricorders到Warp Drive的星际迷航科学》的作者。
(本文由闻数起舞翻译自Ethan Siegel的文章《Why Are There Only 8 Gluons?》,转载请注明出处,原文链接:https://medium.com/starts-with-a-bang/why-are-there-only-8-gluons-8330a6b71f9e)
胶子的八种胶子
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。因胶子再没有其他线性独立关系,故只有八种线性独立的胶子,其一般简化为“胶子共有八种”。 胶子(Gluon) 组成: 基本粒子 系: 玻色子 群: 规范玻色子 基本相互作用: 强力 发现: 1979年 符号: g 类型编号: 8 质量: 0 电荷: 0 色荷: 非零 自旋: 1