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首章试读
简介：这个问题涉及的内容巨多——从原子到原子核，从原子核到质子中子再到夸克，物质的构成被一层一层揭开。 对于这个问题的回答，可以说就是粒子物理和量子场论的（部分）发展史了，而且也有很多前置知识，内容很多，但也很有趣，请耐心听我道来。 1、原子核、质子和中子 虽然原子的概念在很早之前就被提出了，但是对现代物理中原子的认识，人们一直到 20 世纪初才有进展。 1911 年，新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福为了
书名：怎么知道质子和中子是由夸克组成的？
作者：佚名
来源：回答
这个问题涉及的内容巨多——从原子到原子核，从原子核到质子中子再到夸克，物质的构成被一层一层揭开。
对于这个问题的回答，可以说就是粒子物理和量子场论的（部分）发展史了，而且也有很多前置知识，内容很多，但也很有趣，请耐心听我道来。
1、原子核、质子和中子
虽然原子的概念在很早之前就被提出了，但是对现代物理中原子的认识，人们一直到 20 世纪初才有进展。
1911 年，新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福为了验证原子的结构，做了著名的卢瑟福金箔实验[1]：
他用 α 粒子（其实就是氦原子核）轰击金箔，发现了大角度散射现象，由此提出了卢瑟福原子模型，即原子中存在一个非常小的核心（原子核），具有正电荷 Ze ，原子的大部分质量都在原子核上，然后有 Z 个带负电的电子绕原子核运动。
图 1：卢瑟福金箔实验与卢瑟福原子模型
到了 1917 年，卢瑟福又把 α 粒子打到空气中（空气中主要都是氮气，因此最多的元素是氮元素），他发现空气会射出一个新的粒子，这个粒子的性质和氢原子核的性质一致，也带正电。
到了 1925 年的时候，卢瑟福才正确地理解了这个过程，这实际上也是第一个被报道的核反应，他实现了人类历史以来第一次人工核反应：
^{14}N+\alpha \rightarrow ^{17}O+p
即氮原子核捕获一...