探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。     

物理学家重审原子核结构

原子核由什么构成?当然是由质子和中子,老师就是这么教的,难道不对吗?最近几个月来,越来越多的人认识到,我们关于原子核内含的基本假设可能需要修正。原子核可能含有广延范围比一个质子或中子大的密集体。它们还可能包含着“夸克-胶子-等离子体”的小区域,这是一种被认为在宇宙历史的最初几分之一秒内占主导的物质形式。     

物理学中11个最大未解问题

(续上期 )在超高温度和密度下 ,物质存在新的状态吗 ?在极端能量条件下 ,物质要经历一系列的变化 ,原子会分裂成它们的最小组成单元。这些组成单元是被称为夸克和轻子的基本粒子。就我们所知 ,这些基本粒子不会再分裂成更小的部分了。夸克非常喜好群居 ,人们从未看到过单个的夸克。相反 ,它们会与其他夸克结合形成质子和中子 (每个质子由三个夸克组成 )。进一步 ,它们会与轻子 (比如电子 )结合形成整个原子。例如 ,氢原子就是由一个质子和一个绕着它运动的电子组成的。接下来 ,原子会与其他原子结合形成分子 ,比如Ｈ2 Ｏ (水分子 )。随着温…     

科技传真

夸克理论面临挑战 科学家最近在德国汉堡强子电子环形对撞机上进行的实验表明,目前被认为不可分割的物质基本单位夸克可能由更小的粒子组成。 来自德国、英国等国家的科学家分成2组进行实验,他们得出了相似的结论,即夸克可能由更小的粒子“小夸克”(Leptoquark)组成。这一结论对统治近代粒子物理学20多年的夸克理论形成强有力的挑战。 夸克理论认为,夸克共有6种,是组成物质的基本单位,是不可分割的。包括质子在内的强子由3个夸克组成。根据这一理论,当大量电子与质子相撞时,会有少数电子与质子中的夸克撞个正着被反弹回来,因而一定数量的电子和质子在以一定速度相撞时,反弹回来的电子数量也是一定的。然而科学家们在实验中却发现,实际反弹回来的电子数量远超出了预计数量。     

超子原子与超核

迄今人们对物质世界组成的基本认识是：物质由六种夸克（u、d、s、c、b、t）和六种轻子组成。例如，大家熟悉的中子（udd）和质子（uud）都由上夸克（u）和下夸克（d）组成。后来发现的超子比核子多了奇异夸克（s）成分。超子可以带负电、正电，也可以是电中性的。     

探测小奇块

粒子物理学标准模型描述了6种夸克(quark),然而,我们周围的物质只包含有组成质子和中子的上、下两种夸克.物理学家们曾长时间地从理论上探讨奇异物质,认为这样的物质应含有奇异夸克(strange quark),奇异物质比普通物质量重、密度也大,因为奇异夸克的质量大约是上或下夸克的10倍.     

质子的奥秘

人类利用原子能已有半个世纪的历史了。原子核中包藏着质子和中子,也是任何一个初中生都了解的知识。质子有多大?约10~(-15)m。它是如此微小,长期以来人们把它看成是一种像电子那样的、不可分的基本粒子。直到1964年,美国科学家盖尔曼提出夸克模型,认为质子是由3个夸克所组成。这是人类对自然界认识的又一个突破。5年后,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的科学家,利用其3公里长的加速器所发出的高能电子,轰击质子靶,结果有一个意外的发现:若把质子比作一个微球,那么现在他们看到,质子的电荷并非均匀地,而是成块状地分布在这个球体上,     

夸克是构成物质的最小粒子吗？

夸克是构成物质的最小粒子吗？美国科学家认为，夸克有可能是由比其更小的物质构成的，如果这一说法正确．粒子物理学中的经典模型将会受到挑战。根据粒子物理学中的经典模型，亚原子粒子是由夸克组合成的，例如，一个质子就包含两个“上”夸克和一个“下”夸克。直到今天...     

生活在物质世界多幸运

世界是物质的 勿庸置疑,我们能够感知的世界是由物质组成.即世界上的万物,从大的星系、星云、太阳、行星,到小的陨石、树木、动物及微生物,均由物质组成.物质则是由分子组成,分子由原子组成,原子内部有原子核与电子,原子核是由中子与质子组成.现在人类发现的最基本物质结构是夸克,即所有物质最终都是由夸克和轻子组成.     

一种新型粒子的发现

最近,有两个物理学家小组独自地发现了一种新型粒子.这种粒子取名为R(3.17),它的质量为质子质量的三倍多,它可能由五个夸克组成,而不是象普通强子由两个或三个夸克组成. 欧洲核子研究中心的一个小组研究了K介子束在2米长的气泡室内与质子相互作用的照片.他们根据理论物理学家的建议,寻找反应产物中包含三个“奇”夸克的相互     

全球首次发现双粲重子

正欧洲核子研究中心2017年7月6日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。在现代粒子物理学的标准模型理论中,夸克是基本粒子,而重子是由3个夸克组成的复合粒子。几乎所有物质都由重子组成,其中最广为人知的就是组成物质原子核的质子和中子。夸克有6种,分别称为上、下、奇、粲、顶和底夸克,上、下夸克质量最小,奇、粲、顶、底夸克质量较大。质量大的夸克只能经由高能粒子     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里·盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

奇特的强子X(3872)及其质量精确测量的新方法

<正>质子和中子通过强相互作用束缚到一起形成各种各样的原子核,再通过电磁相互作用与电子一起形成原子,从而构成了宇宙中的可见物质.强相互作用的基本理论是于20世纪70年代建立起来的量子色动力学(quantum chromodynamics, QCD).在QCD中,参与强相互作用的基本粒子是夸克和胶子.与质子和电子分别带正负电荷类似,夸克带有3种不同的色荷;与传递电磁力的光子不带电荷不同,在夸克间传递强相互作用的胶子具有8种色荷,从     

物质的家族数

CERN和SLAC用正负电子对撞实验证明宇宙间的基本粒子只有三个家族,它们是怎样得到证明的?我们周围的宇宙由三种基本粒子组成,它们是"上"夸克,"下"夸克和电子。恒星,行星,分子,原子,甚至人类本身,都由这三种物质组合而成。它们与电子的中性的而且可能是没有质量的伙伴-电子中微子构成物质的第一个家族。     

一类新的天然放射现象

天然放射现象是由于原子核里面力的不平衡而引起的。从根本上说来,核是由组成核的质子和中子间吸引的强力所束缚在一起的。然而,在质子间有一个排斥的静电力,它最终地限制核能够是多大。足够重的核,诸如具有很多质子的核,是以逐出荷电粒子而衰变的。这个现象是近一百年前为贝克勒耳所发现;逐出的粒子叫做α粒子,后来发现是两个质子和两个中子的束团,也就是氦~4原子的核。质子必定以束团的形式逐出,因为没有足够的能量把一个质子从与它最靠近的近邻撕开。在另一类衰变即核的裂变中,重核能够偶然地被分成两个接近相     

发现夸克、洞悉宇宙的人——著名理论物理学家默里&#183;盖尔曼访谈录

毫无疑问，夸克——组成质子、中子以及世间万物的基本粒子——有着一个奇怪而又迷人的名字；而发现夸克的默里&#183;盖尔曼（Murray Gell-Mann，下图）犹如深爱物理学一样深爱着这个名字。在先后就读于耶鲁大学和麻省理工学院之后，21岁的盖尔曼在普林斯顿高等研究院开始了他的博士后工作，之后，他又去了芝加哥大学和加州理工学院。正是在那里，盖尔曼奠定了我们对物质基本组成认识的基础。他以八重法写下了亚原子物理的蓝图，让人们重新认识了难以理解的粒子物理世界，而这一工作为盖尔曼赢得了1969年的诺贝尔物理学奖。     

夸克势模型与中子物质的状态方程

中子是由三个夸克udd组成的一个集团,因此可以把核理论中处理集团模型的方法——共振群方法用来研究核子-核子的相互作用。把夸克之间的单胶子交换相互作用加上唯象引入的禁闭势与共振群方法相结合,就是夸克势模型。该模型成功地解释了核子-核子之间的短程排斥势,这是它的成功之处。根据这个模型的计算结果,与中子-中子之间的短程排斥相对应的中子硬球半径为0.45fm。因此在计算高密度中子物质的状态方程时必须考虑到这个     

夸克的世界

质子和中子一度曾认为是物质的最终不可分的粒子,但是最近的研究揭示,其内部还有绚丽多彩的世界,并证实存在着紧张繁忙的活动。这就是称为夸克和受强作用力控制的粒子王国。     

基本粒子的对称性、内部结构和相互作用

引言物质结构问题一直是物理学的一个中心问题。十九世纪的原子的发现,使人们对于物质的微观结构的认识跨进了一大步。以放射性物质的发现为先导的近代物理的发展,又进一步揭示出原子的内部结构。按照近代物理所揭示的图象,所有原子都是由原子核和围绕着原子核运动的电子组成的,而各种原子核又是由不同数量的质子和中子相互结合而成的。人们称质子、中子和电子等为“基本粒子”或“原始粒子”,认为这些粒子是组成所有物质的最原始的单元。近年来,人们利用高能加速器,产生了各种类型的基本粒子,数目达到五、六十种以上,并且可以按照类似于原子周期表的方式     

质子会衰变吗?

自然界中的自由中子是不稳定的,可以衰变成质子,同时放出一个电子和一个中微子,平均衰变寿命大概是15 min,可是到目前为止并没有观察到质子衰变.本文从粒子物理标准模型(夸克、轻子、希格斯粒子为基本粒子和它们之间基本相互作用)出发,讨论了质子衰变的可能性.建立在标准模型基础上的大统一模型给出了质子寿命的下限.文章同时介绍了目前实验给出的质子衰变寿命下限.