截至 2026 年，顶夸克是已知最重的基本粒子。就目前的实验而言，基本粒子并非由更小的东西构成。顶夸克没有测得的大小，因此上方给出的 1 幺米只是一个占位数值，而非实际测量结果，它代表的是一个远小于任何实验所能探测的尺度。

大小

1 幺米等于 10⁻²⁴ 米，即万亿分之一的万亿分之一米。目前没有任何实验测出顶夸克或其他任何一种夸克的大小。在迄今为止的所有检验中，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 加速器上研究了电子与质子的碰撞，没有发现质子内部的夸克具有任何大小的迹象。2016 年，该实验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。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，并非顶夸克本身。

大小比较

质子内部夸克的直径上限约为 8.6 × 10⁻¹⁹ 米宽，约为本站给出数值的 86 万倍。
质子直径约 1.7 飞米（1.7 × 10⁻¹⁵ 米），其宽度约为该夸克直径上限的 2000 倍。
本站给出的 1 幺米约为普朗克长度（1.6 × 10⁻³⁵ 米，本站中下一个更小的条目）的 600 亿倍。
如果把 1 幺米放大到人类头发的宽度（约 0.1 毫米），质子就会变成约 170 千米宽，而这根头发本身则会变成约一光年宽。

已知最重的粒子

粒子数据组汇集了全球的粒子测量数据，给出的顶夸克质量为 172.56 ± 0.31 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。顶夸克的质量与一整个金原子的质量相当，约为底夸克——次重的夸克——质量的 40 倍。

质量大并不意味着顶夸克体积大。质量和大小是两种不同的属性，无论轻重，任何一种夸克都从未在实验中显示出可测量的大小。

转瞬即逝的粒子

CDF 和 DZero 实验的科学家于 1995 年 3 月 2 日宣布发现了顶夸克。他们是在费米实验室的万亿电子伏特加速器（Tevatron）上，通过质子与反质子的对撞发现它的。如今，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机主要通过胶子——把夸克束缚在一起的粒子——之间的碰撞，成对产生顶夸克。

顶夸克会在不到 10⁻²⁴ 秒内衰变为一个 W 玻色子和一个底夸克。其他夸克会结合成更大的粒子，称为强子，例如质子，但这一过程需要 10⁻²⁴ 秒的数倍时间。顶夸克在能够结合成强子之前就已经衰变了。它的寿命太短，无法直接观测，因此科学家只能通过它衰变后产生的粒子来辨认它。

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 Last Quark. ATLAS Experiment, CERN, 2021.
Twenty-fifth anniversary of the discovery of the top quark at Fermilab. Fermilab, 2020.
Scientists recall the discovery of the top quark 30 years ago at Fermilab. Fermilab, 2025.
SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
Planck length. NIST CODATA, 2022.
Atomic mass constant energy equivalent in MeV. NIST CODATA, 2022.
Gold. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, 2017.
Measuring the Universe. International Astronomical Union.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

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