粲夸克（物理學(xué)術(shù)語(yǔ)）

粲夸克（物理學(xué)術(shù)語(yǔ)）

粲夸克 （物理學(xué)術(shù)語(yǔ)） 次瀏覽 | 2022.10.21 11:33:06 更新 來(lái)源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 粲夸克物理學(xué)術(shù)語(yǔ)

簡(jiǎn)介粲夸克（Charm quark）屬于基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型中的六類(lèi)夸克（上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克、底夸克）之一，符號(hào)為c。其反粒子稱為反粲夸克。

中文名

粲夸克

外文名

Charm quark

質(zhì)量

1.275GeV左右

自旋

1?2

電荷

+2?3e

系

費(fèi)米子

組成

基本粒子

代

第二

發(fā)現(xiàn)

1974年

符號(hào)

c

簡(jiǎn)介

粲夸克在夸克里第三重，質(zhì)量為1.275GeV左右，電荷為+2?3e，自旋1?2。在很多種強(qiáng)子里都含有粲夸克，例如，D介子、粲Σ重子等。

相互作用

會(huì)感受到所有四種相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用、強(qiáng)相互作用。

理論預(yù)測(cè)

1964年，謝爾登·格拉肖與詹姆斯·比約肯猜測(cè)，除了上夸克、下夸克和奇夸克以外，還存在有第四種夸克。這是因?yàn)樵谳p子與夸克之間有些奇特奧妙的相似之處：已發(fā)現(xiàn)的輕子有四種，分別為電子、電中微子、μ子、μ中微子，而已發(fā)現(xiàn)的夸克有三種，分別為上夸克、下夸克、頂夸克，為什么有四種輕子，但只有三種夸克，假若有四種夸克，那豈不是更美好？他們還特別給這假定存在的夸克取名為“粲夸克”。

然而，它們的猜測(cè)并未受到重視，因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)支持。按照在那時(shí)期的主流理論，K0應(yīng)該會(huì)通過(guò)發(fā)射中性Z玻色子，在過(guò)程中改變粒子的奇異數(shù)，從而制成μ?與μ+，這過(guò)程稱為味改變的中性流過(guò)程。可是，已經(jīng)十年了，仍舊沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)找到這衰變過(guò)程的蹤跡，不知道為什么這過(guò)程被壓抑地異常罕見(jiàn)。

關(guān)于粲夸克存在的理論預(yù)測(cè)歸功于格拉肖、李爾普羅斯、梅安尼。他們?cè)?970年提出了GIM機(jī)制，其通過(guò)引入第四種夸克來(lái)壓抑味改變的中性流過(guò)程。K0可以通過(guò)發(fā)射中性Z玻色子變換成μ?與μ+，也可以通過(guò)發(fā)射中性Z玻色子變換成粲粒子，由于這兩種衰變路徑相互抵消，因此導(dǎo)致中性流過(guò)程被壓抑。格拉肖對(duì)于粲夸克理論非常有信心，他在一場(chǎng)于1974年舉辦的國(guó)際會(huì)議里誓言，如果在兩年內(nèi)未找到粲夸克，他就會(huì)把他的帽子吃掉！

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ψ粒子

1974年，Burton?Richter領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組在SPEAR上利用復(fù)雜的探測(cè)器開(kāi)展物質(zhì)與反物質(zhì)的對(duì)撞研究。當(dāng)這兩種類(lèi)型的粒子對(duì)撞時(shí)，它們?cè)谛〉谋ㄖ邢АＴ谶@一過(guò)程中，Burton?Richter領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的基本粒子，稱為“ψ”的粒子，它由夸克和反夸克組成。此粒子發(fā)現(xiàn)前，僅知有三種類(lèi)型的夸克，這一新夸克（稱為粲夸克）的發(fā)現(xiàn)，令人信服地證明對(duì)物質(zhì)夸克亞結(jié)構(gòu)的基本想法是對(duì)的。[1]

J粒子

與此同時(shí)，丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組也在布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也發(fā)現(xiàn)這一粒子，稱為“J”粒子。為此，Burton?Richter和丁肇中被授予1976年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

最新發(fā)現(xiàn)

在最新研究中，LHCb團(tuán)隊(duì)仔細(xì)分析了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）此前兩輪運(yùn)行期間，LHCb探測(cè)器采集到的所有數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)J/ψ粒子對(duì)（一個(gè)J/ψ粒子由一個(gè)粲夸克和一個(gè)粲反夸克組成）的質(zhì)量分布出現(xiàn)了一個(gè)“突起”，且該“突起”的統(tǒng)計(jì)顯著性為5西格瑪，達(dá)到了可以宣布發(fā)現(xiàn)新粒子的閾值，另外，該粒子的質(zhì)量表明它由4個(gè)粲夸克組成。

LHCb合作組發(fā)言人喬瓦尼·帕薩洛瓦表示：“由4個(gè)夸克組成的粒子非常奇特，LHCb等實(shí)驗(yàn)迄今觀察到的‘四夸克態(tài)’最多只包含兩個(gè)重夸克，而我們最新發(fā)現(xiàn)的是首個(gè)由4個(gè)同類(lèi)型重夸克——兩個(gè)粲夸克和兩個(gè)粲反夸克組成的粒子。”[2]

參考資料