量子階梯

量子階梯（quantum ladder）上的三個層次分為原子、核、亞核。

我們可區分出三個不同的物質範圍，或曰量子階梯（quantum ladder）上的三個層次。首先是原子的範圍（atomic realm），它涵蓋原子的世界，它們的互動反應，以及由它們形成的結構，諸如分子、液體和固體、氣體和電漿（plasma）。這一範圍內包括原子物理、原子化學、以及在某種意義上原子生物學的全部現象。在這一範圍內發生的能量交換具有一種較低的序列。假如這些交換低於一個電子伏特（electron volt）的話，例如房間內的空氣分子之間發生碰撞，那么，原子和分子即可被視作基本粒子（elementary particle）。換言之，它們具有“有條件的基本性”，因為它們保持其原有身份，在任何這類低能量交換的碰撞或其它過程中保持不變。假如來到更高的能量交換層，比如說104電子伏特，那么，原子和分子將會分解成為核（nucleus）和電子；在此層次上，後兩種粒子必須被視作基本粒子。在地球上，在行星上，以及在星球的表面，我們可發現量子階梯這第一個梯極上的結構和過程的實例。

質子、中子、電子、中微子-內部結構模型圖

下一個梯級為核的範圍（nuclear realm）。這裡，能量交換層次來得更高，在數百萬電子伏特的序列上。只要我們所處理的是原子範圍內的現象，如許數量的能量是不可能獲得的，絕大多數的核表現為惰性的：它們不會發生變化。但是，當我們套用數百萬電子伏特的能量時，核反應，即核裂變為核聚變，以及放射過程一併發生；這樣，我們的基本粒子便是質子（proton）、中子、以及電子。此外，核反應過程還產生中微子（neutrino），一種質量或電荷均無法測定的粒子。宇宙中，該層次上的能量可在星球中央或星星爆炸中獲得。實質上，星星輻射出來的能量就是核反應產生的。我們在地球上所發現的自然放射現象是自某個時候起歷時長久的殘留物所致當時，現在地球上的放射物由一次重大的星星爆炸驅入太空。
量子階梯上的第三梯級乃亞核的範圍（subnuclear realm）。這裡，我們所處理的是許多億電子伏特的能量交換。我們遇到的是活躍的核子（nucleon）、新的類型的粒子，諸如介子（meson）、重電子、夸克（quark）、以及膠子（gluon），還有大量的反物質（antimatter）。膠子是某股力量（一般強大的力量）的量子，或曰最小的單位；正是這股力量將夸克結合在一起。只我們所處理的是原子的或核的範圍，這些新的類型的粒子便不會產生，核子保持其惰性特徵。但在亞核能量層上，核子和介子似乎是由夸克構成的，這樣，夸克和膠子便充當基本粒子。

量子階梯

核子,介子,夸克和膠子-內部結構模型圖