物理学家第一次运用质子碰击电子时，观察到电子被质子内部的三个小硬核反弹回的现象。这些核后来被称为夸克，是组成质子的更小的粒子。夸克是咱们在科学研讨中遇到的最小粒子。夸克的发现意味着质子和中子不再是最底子的组成粒子。
为了更深化地了解，咱们来分析物质，逐层探究其组成。
整体看来，物质很巩固且它的性质很简略被丈量。可是，即使是一个6岁的孩子也能推断出他精心树立的沙堡是由数十亿粒细小的沙粒组成的...那么接下来的问题是：沙粒是由什么构成的?
原子
剥去一层，你会发现一个整齐有序的原子结构。原子的概念开端是由希腊人提出的，他们都以为物体能够被无限地一分为二，直到剩余一个独立的、不可分割的物质点。这个细小到不可思议的单位不能再分割了，因而被称为“原子”，源于希腊语的A-tomos。A代表“不”，tomos代表“可切分的”或“可拆分的”。
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令人惊奇的是，这一理论并不成功。大多数关于底子成分的文献都丢掉了，它们在几个世纪后被找回。大约两千年后原子才被确以为一个实在存在的底子物理目标。
化学家约翰·道尔顿在19世纪时对气体进行了一系列奇妙的试验才使得这一估测终究得到了证明。原子的均匀直径约为50纳米，即一粒沙子的百万分之一。然后原子就成为了人类所知的最小的粒子。
亚原子粒子
到了1897年，J.J.汤姆森先生经过深化研讨发现了更底子的东西——电子!这是一个革命性的发现，电子技术的前驱们对此感激不尽。一个电子的“均匀”直径是10^-13厘米，比一粒沙子小20000亿倍。
由于原子呈电中性，汤姆森以为电子的负电荷必定被嵌入其间的一小块正电荷所抵消了。这便是闻名的“葡萄干布丁”模型。
可是这个主意被有力地驳回了。1911年，卢瑟福用α射线炮击一片薄薄的金箔，发现原子的大部分是空的，但原子中心有一个正电荷。他把中心部分称为原子核，并把带正电荷的粒子命名为质子。据丈量，质子的“均匀”直径比电子的“均匀”直径小三倍，但它的质量比电子大1837倍!
卢瑟福还假定电子环绕原子核旋转，类似于太阳系的行星模型。可是在这两个模型中，中心实体与依靠其存在的实体之间的间隔存在着大相径庭。
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好景不长。不久，化学家们发现了同位素——这些元素的化学性质难以区别，但它们的原子质量不同。一对同位素好像含有相同数量的质子，但它们的总质量存在差异。
对此，卢瑟福以为存在一种新的底子粒子，比质子略重，但呈电中性。1932年，詹姆斯 查德威克发现了这种底子粒子——中子。中子和质子的巨细相同，但质量大约是电子质量的2000倍。
至此，咱们还能进一步别离物质吗？莫非10^-14厘米还不行小吗?事实上，这的确还不行小。
夸克
为了寻觅比电子、质子和中子更细小的粒子，咱们制作了粒子加速器。
国际最大粒子加速器内的粒子磕碰
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加速器以极高的速度破坏亚原子粒子，使它们的成分露出出来。这类似于研讨一台电视机的内部结构，把它从20层楼高的楼顶扔下去，然后仔细检查破碎的部件。
当物理学家们第一次开端将电子与质子磕碰时，他们观察到电子被质子内部的三个小硬核反弹。科学家发现，这些硬核是组成质子的更小的粒子。这些底子粒子被称为夸克，夸克的发现意味着质子和中子不再是底子粒子。咱们已写了一篇更具体、更引人入胜的文章，专门评论夸克的性质和行为。你能够在这里找到。
可是咱们还能够进一步发掘下去吗？
原子的底子微粒
不能再小了。夸克是咱们用沙粒进行科学探究时遇到的最小的实体。实践上应该是夸克和电子。可为什么是电子呢？
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与其他粒子不同的是，电子依然被坚定地以为是一个真实的底子组成粒子。它没有很好的办法被分解成更底子的成分。可是，假如电子和夸克是根底粒子，夸克又存在于质子中，那么电子的半径怎样会比质子的半径大三倍呢?
亚原子粒子的半径是咱们根据某些假定来丈量的。例如，当一个电子的质能势被假定彻底包括时，它的半径就会比质子的半径大。根据质子与电子的质量比，咱们咱们能够较准确地核算电子半径。
使用这些比值，咱们发现一个电子的半径比咱们之前以为的要小十倍左右，大约十亿分之一的十亿分之一厘米或许10^-17厘米。
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这便是为什么我一向用“均匀”这个词来描绘这些粒子的物理性质。半径是一个维度结构，与实践半径无关。
关于夸克，咱们也没有发展。他们不能被进一步别离。即使被别离了，也不会继续太久。别离继续的时刻只需十亿分之一秒!别离一对夸克所需的巨大能量使得它能够构成两个夸克。
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不要被这些能量吓到。能够试着这样想……你其实便是在企图撕裂实际的实质。
为什么咱们关于“尺度”的概念是过错的？
当咱们问这样一些问题时，脑海中显现的亚原子粒子的图片其实是过错的。“粒子”这个词常常让人联想到物理教材中无处不在的小钢球或小台球的图片。可是，在如此细小的维度上，它们的结构和活动底子不像咱们的日常阅历。
在量子力学范畴，形状的界说并不简略。它们的物理性质无法准确丈量，它们在特定区域的存在只能经过概率被界说。
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尽管如此，科学家们仍是设法进行了一些精明的研讨以预算夸克的巨细。我能找到的最新的近似值是10^-18厘米，和电子在同一个数量级。
在这一点上，咱们必定要认识到，规范模型，即粒子物理学中的宝石，并不是用亚原子粒子的巨细或质量来描绘它们，而是用它们的能量来描绘。质子或中子没有固定的形状或体积——它的体积是由其组分所被约束在的空间巨细决议的。
夸克、电子或任何其他亚原子粒子都仅仅集合的能量。它们没有特定的次序，而底子粒子，如夸克和电子，则被以为是点状的。它们没有维度，被以为是空间中的一个没有维度的点。把它们当作点仅仅一种有用的简化，由于不存在相反的依据。
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根据这些考虑树立的模型以惊人的准确性成功地获取了迄今为止一切已知的信息。它被以为是任何范畴中最准确的理论。当然，这一假定，就像科学上的任何假定相同，并不惧怕在新的假定出现时被推翻和扔掉。只需有依据，科学家们并不忧虑会再次回到起点。在这种情况下，一个粒子的内部探究会不断进行下去。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. sciabc-达拉
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