粲夸克是六种夸克中的一种。夸克是基本粒子，就目前的实验而言，它们并非由更小的东西构成，而且是质子、中子及许多其他粒子的组成成分。没有任何实验测出过粲夸克的大小，因此上方给出的 1 仄米并非实际测量值。1 仄米等于 10⁻²¹ 米，即十亿分之一的万亿分之一米。

大小

在迄今为止的所有实验中，夸克的表现都像一个点。物理学家通过用其他粒子轰击目标粒子、观察它们如何反弹来探测粒子的大小。ZEUS 实验在 HERA 加速器上让电子与质子对撞，就是用这种方法，结果没有发现质子内部的夸克具有任何大小的迹象。

2016 年，ZEUS 报告了这些夸克的半径上限：若它们确实有半径，也必须小于 4.3 × 10⁻¹⁹ 米，也就是说它们的直径小于 8.6 × 10⁻¹⁹ 米。这只是一个上限，并非实际大小，而且数据来自质子内部的夸克，并非粲夸克本身。本站给出的 1 仄米远低于这一上限，因此没有任何实验能够证实或排除这个数值。

大小比较

质子直径约 1.7 飞米（1.7 × 10⁻¹⁵ 米），其宽度约为夸克上限的 2000 倍。
如果把夸克的上限放大到网球那么大（约 6.7 厘米），质子就会变成约 130 米宽。氢原子则会变成约 8200 千米宽，大约是地球宽度的三分之二。
夸克大小的上限约为 5 亿亿（5 × 10¹⁶）个普朗克长度，普朗克长度是本站中已给出具体数值的最近的更小条目。

十一月革命

1974 年 11 月，两个独立工作的团队发现了同一种新粒子。伯顿·里克特在斯坦福直线加速器中心的团队将其命名为 ψ 粒子，丁肇中在布鲁克海文国家实验室的团队则将其命名为 J 粒子。11 月 11 日，两位负责人会面后才意识到他们做出了同一项发现。里克特和丁肇中共同获得了 1976 年诺贝尔物理学奖。

如今这种粒子被称为 J/ψ 粒子，它由一个粲夸克与它的反物质伙伴——粲反夸克结合而成。它存在的时间比物理学家预期的长了约 1000 倍，许多人因此认为，要解释这一现象，需要引入第四种夸克。粲夸克此前已被预言存在，它的发现使已知夸克的种类增加到四种。

质量与电荷

粒子数据组汇集了全球的粒子测量数据，给出的粲夸克质量为 1.273 GeV。粒子物理学家用这种能量单位来衡量质量，1 GeV 等于十亿电子伏特。这使得粲夸克的质量约为一整个质子的 1.4 倍，几乎是上夸克质量的 600 倍。它带的电荷是质子电荷的三分之二。

和其他夸克一样，粲夸克从未被单独发现过。自 1977 年以来，每一次寻找自由夸克的尝试都以失败告终。

参考资料

Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. ZEUS Collaboration, Physics Letters B, 2016.
The Nobel Prize in Physics 1976: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1976.
Revisiting the b revolution. CERN Courier, 2017.
January 1976: From the "Oops-Leon" to the Upsilon Particle. Dan Garisto, APS News, American Physical Society, 2022.
The Nobel Prize in Physics 1995: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1995.
SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
Proton mass energy equivalent in MeV. NIST CODATA, 2022.
Bohr radius. NIST CODATA, 2022.
Planck length. NIST CODATA, 2022.
Rules of Tennis 2026. International Tennis Federation, 2026.
Earth Fact Sheet. NASA.

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