六種夸克

夸克是構成質子和中子的微小顆粒——並由此構成每一個原子的原子核。你絕不會看到一個夸克獨自遊蕩；它們總是被鎖在一組裡，就像不肯離開項鍊的珠子。但弄清這些珠子是什麼，就告訴了你普通物質幾乎全部的重量是由什麼搭成的。

夸克有六種，稱為「味」（flavor）：上、下、粲、奇、頂、底。它們分屬三代——（上、下），再（粲、奇），再（頂、底）——每一對都比前一對重。上型夸克（上、粲、頂）帶 +2/3 的電荷；下型夸克（下、奇、底）帶 -1/3，這正是夸克以分數電荷聞名的原因。質子是兩個上夸克加一個下夸克（2/3 + 2/3 - 1/3 = +1），中子是兩個下夸克加一個上夸克（電荷為 0）。只有上夸克和下夸克足夠輕、足夠穩定，能構成日常物質；另外四種又重又會很快衰變，主要出現在對撞和宇宙線中。頂夸克是已知所有基本粒子裡最重的，重得幾乎相當於一整個金原子。

夸克還帶有第二種電荷，叫做色荷（color），透過強交互作用把它們束縛在一起，而這種禁閉正是它們從不單獨出現的原因。把六種夸克全部確認下來是一場長達數十年的追尋：由模型的對稱性所預言的頂夸克，直到 1995 年才真正被看到。從輕如羽毛的上夸克，到重如金原子的頂夸克，這跨度極大的質量譜，是標準模型當作既定輸入、而非加以解釋的那些自由數字中的一部分。