宇宙是什么

10. 胶子：强力的传递者

  粲夸克的发现，意味着标准模型中的第二代费米子已全被找到。与奇夸克和下夸克（第一代基本粒子）的关系类似，粲夸克也相当于上夸克（第一代基本粒子）的“哥哥”。夸克理论中预测的粒子被发现，并且分类清晰，如此一来，任何人都不得不接受夸克理论了。

  夸克理论被广泛接受之后，关于强力的研究也取得了巨大进展。研究者既然接受了夸克的存在，那么自然也接受了关于夸克颜色的说明。夸克的颜色并非仅能用来解释“为什么夸克的自旋为半整数却不遵循泡利不相容原理”。南部阳一郎之所以提出颜色的概念，还因为他认为这是强力的源泉。

  在量子色动力学中，夸克的颜色相当于电磁力中的“电荷”。

  电荷分为两种，即正电荷和负电荷（准确来说，电荷只有一种。因为带正电的粒子是带负电的粒子的反粒子），而夸克的“色荷”（Color Charge）有三种，即红、绿、蓝。夸克之间就是通过交换“色荷”来产生强力的。

  那么，强力具体是如何被传递的呢？传递强力的媒介与电磁力的情况类似，也是通过交换粒子（玻色子）来实现的。这种粒子称为“胶子”（Gluon），这个词有“胶水”（Glue）之意，是一个与强力很般配的名字。如同带电粒子通过吸收、释放光子传递电磁力那样，夸克也是通过吸收、释放胶子来传递强力，从而使多个夸克结合在一起的。

  从这个意义来说，用“交换介子”来解释强力的汤川理论，在根本层面上就不再是准确的了。不过，如果从稍远的地方观察原子核内部发生的现象，那么确实无法否认介子发挥了巨大作用。

  在确认夸克存在的实验中，研究人员实际“看见”的基本都是由夸克和反夸克构成的介子（这是因为夸克无法被单独取出）。确认存在粲夸克的两个实验（实际上还有第三个实验）发现的也是J/ψ介子。