关于重粒子ψ的相互作用性质与e~+e~-→强子反应

最近实验上发现了一个重粒子ψ,它的质量约为3.1 GeV,量子数可能为J~(PC)=1~(--),衰变宽度很小,主要衰变成强子,也有一定的分支比到e~ e~-和μ~ μ~-末态。ψ粒子质量很大而宽度很小,和已知的J~(PC)=1~(--)粒子(例如ρ~0,ω,φ)的行为很不同,表明可能存在某种新的选择定则限制了ψ作通常的强衰变。     

SU_3~(2)八重态矢量介子和长寿命重粒子

最近在实验中发现了质量为3.105GeV.,衰变宽度小于1.9 MeV.的粒子。发现者称之为J粒于或ψ_(3100)粒子。接着又在实验中发现了质量为3.695GeV.,衰变宽度小于2.7MeV.的粒子。发现者称之为ψ_(3700)粒子。这二个粒子的显著特点是:它们的质量比任何在实验上已经确证其存在的基本粒子为重,但是它们的寿命比强子高激发态的寿命长百倍。它们的发现为探索基本粒子的结构提供了新的线索。 可以将在实验上已经发现的,或在理论上正在广泛讨论的基本粒子分为三类:     

一种新的强子结构袋模型

强子结构模型是基本粒子理论研究中的一个很重要的课题。袋模型是这方面的一种尝试。国外这类模型无法解J/ψ新粒子族的性质。本文作者提出一个新的袋模型,它兼有国外同类模型的优点,还统一解释了普通强子与J/ψ族粒子的质量谱以及矢介子的粒子对衰变宽度。     

LHCb关于正反物质性质差异的研究取得新进展

<正>现行理论认为,宇宙大爆炸产生了几乎等量的物质和反物质.由于物质和反物质在微观性质上存在一定的差异(物理学上称为"电荷共轭-宇称对称性破缺",简称CP破坏),宇宙经过长时间的演化,形成我们今天观测到的由正物质组成的世界.欧洲大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器.大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)是LHC上的4个主要探测器之一,它的主要物理目标是测量     

J/ψ粒子的发现

1974年以前实验上发现的强子,都可以用三夸克模型加以分类。虽然也有人提出过用比SU(3)群更大的群去描写强子,但是在没有确实的实验根据以前,大多数物理学家都观望不前,尤其是对称性的扩大会引出许多尚未发现的假想粒子,因而大家对这种做法更持慎重态度。直到1974年秋天,丁肇中和里奇特(B.Richter)两个实验小组同时发现了J/(?)粒子,大家才认识到必须把描写强子的SU(3)对称性扩充到     

重味物理:通通往新物理之门

作为高能物理的重要分支,重味物理在精确检验标准模型和寻找可能的新物理信号方面发挥着重要作用.近20年来,随着B介子工厂、北京正负电子对撞机和西欧大型强子对撞机的运行,重味物理的研究取得了重大进展.两个B介子工厂发现的B介子系统衰变中的电荷-宇称联合对称性(charge conjugation and parity,CP)破坏,将有助于进一步研究宇宙中正反物质不对称性.中性正反粒子的质量差有助于进一步判定新物理的能标;重味介子非轻衰变的研究使得对量子色动力学以及因子化的研究达到新的高度;更有趣的是,目前重味物理中出现的各种反常,如RK(*)和R(D(*)),可能是新物理存在的迹象.除此之外,重味物理还是研究新强子态的重要场所.近年来在北京谱仪(Beijing spectrometer,BES-III)、B介子工厂以及LHC底夸克侦测器(large hadron collider beauty,LHCb)上发现的众多奇特强子态为研究夸克模型和量子色动力学提供了新的动力.2018年,高精度对撞机Belle-II将开机运行,国际直线对撞机、环形正负电子对撞机、超级Z工厂也在积极推进,它们在重味物理上都具有各自的优势.未来这些高精度、高能量对撞机会使重味物理进入新的黄金时期.     

夸克-强子二重性综述

利用电生介子实验测量方法研究夸克-强子二重性,尤其在S^1/2=2GeV附近的深度非弹性条件下的单举电子核子散射实验,是验证其共振态二重性最佳的能量区域.本文描述了依据夸克-强子二重性来研究固定靶实验在单举反应中的共振态现象,并描述了利用共振态的数据进行数据分析的方法.计算了介子系统能动量、四动量、散射角等相关参数,同时讨论了实验测量方法,从理论与实验的角度说明了北京试验束装置上的固定靶电子散射实验是研究夸克-强子二重性的重要实验数据库.     

e~+e~-碰撞中反常eμ与内含μ实验的分析

我们分析了SLAC的反常eμ实验,它要与e~+e~-碰撞的内含μ实验结果自洽的话,反常eμ只可能与R=σ(e~+e~-→强子)/σ(e~+e~-→μ~+μ~-)的增长的一小部分有关,反常eμ的来源只可能是一对重轻子或一对与J(3100),ψ(3695)及在4.0—4.5GeV之间的峰无关的强子。我们算出了这对新粒子的一些衰变分     

自然信息

新粒子ζ由加州理工学院、华盛顿大学等五个单位的物理学家组成的一个小组,在SLAC的SPEAR正负电子对撞机上,用马克Ⅲ探测仪观察近600万起J/ψ粒子衰变的产物,发现了一个新的窄共振粒子ζ(2.2).这个粒子的质量是质子质量的2.4倍,它主要衰变为K~+K~-介子对和K_(?)~0K_(?)~0介子对.初步估计它的自旋为偶数,字称和电荷宇称均为正.ζ(2.2)粒子究竟是什么性质的     

费米国家实验室的未来走向

2009年,位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)的粒子物理学实验室的大型强子对撞机(LHC)投入使用;而在此前的26年,芝加哥附近巴达维亚的费米实验室的正负质子对撞机(Tevatron)一直统治着粒子物理学领域。Tevatron也是费米实验室的骄傲和希望,它曾是第一台用高达1万亿电子伏轰击粒子的机器,捕获了许多新奇亚原子粒子,其中包括顶夸克的发现(顶夸克属于上夸克的近亲,但其质量要略重)     

γ粒子的发现

预料之中的发现与曾经轰动一时的J/ψ粒子的发现不同,γ粒子似乎是预料之中的产物。这一点并不奇怪,因为1974年以后,物理学家就确信,构成自然界的基本砖块除了已发现的下(d)、上(u)、奇(s)、粲(c)夸克外,很可能还存在着更重的底(b)、顶(t)等夸克。我们周围最常见的核物质,是由质量最轻的u、d夸克组成的。质量较重的s、c夸克则组成不稳定的奇异粒子和粲粒     

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。     

衰变n→(pe~-) e的分支比

通常认为自由中子的唯一衰变方式是n→p e~- _e,(1) 但是由于末态p和e~-之间有电磁相互作用,因此不能排除它们结合成电磁束缚态(氢原子)的可能性。本文利用复合粒子量子场论方法计     

为了探索自然的对称与和谐：爱因斯坦的宏愿在实现（下）

关于强作用的各种理论中,最受人重视的是量子色动力学,它是在1964年盖尔曼(M.Gell-Mamm)和奈曼(Y.Ne'eman)提出夸克模型之后建立起来的。该模型假定,强子皆由夸克构成:重子是由三个不同“色”的各种夸克构成的色单态,而介子是由正反夸克构成的色单态。这就表明,夸克除有“味”量子数(区别夸克     

SU_4模型中J粒子的波函数及其部分衰变

自一年多以前发现了 J 粒子以来,已有不少企图解释它的性质的理论方案,SU_4模型是比较流行的理论之一.最近,又有了一批有关 J 粒子衰变分宽度的实验数据,这给进一步研究和检验 J 粒子的各种理论方案提供了资料.在本文中,我们将从一些实验结果出发去确定 SU_4模型中 J 粒子的波函数,然后用得到的波函数去分析 J 的其它一些衰变,并与实验比较.     

相对论性原子核碰撞中产生的光子谱的数学特征

格点QCD理论已预言,在极端相对论的原子核碰撞中会产生一种高温高密度的夸克-胶子等离子体(QGP)物态,而热高能光子被认为是诊断QGP和热强子物质(HM)的干净的探针之一.最近CERN的WA80研究组首次报导了他们在超质子同步加速器(SPS)上所作的200GeV/AS A_μ,碰撞实验中获得的纯光子谱(图1).在半对数坐标中,数据点呈现出良好的线性,从拟合直线的斜率可以得到温度参数T_exp≈180MeV.基于对实验数据的再     

对产生的阈行为和J(3105),ψ(3695)为主

实验上发现了长寿命粒子J(3105)和φ(3695)以来,理论上已做了初步探讨。分析的结果认为J(3105)和φ(3695)两长寿命重粒子很可能是具有新量子数(本文简称新数)的正反粒子的束缚态。由于新数对强作用而言是守恒的,具有新数不为零的强子都很重(一对这样的强子的质量至少比3695     

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.     

SU_4模型中J粒子的张量介子衰变

自J(3095)粒子发现以来,认为J粒子是由第四种味层子(粲层子)及其反层子组成的模型,已为人们所普遍接受。在文献[1]中,曾用这种模型分析了一部分J粒子的衰变宽度。由于最近又积累了不少J粒子衰变到张量介子的实验资料,所以用文献[1]的方法去分析这些衰变,并与实验比较,对进一步检验理论是有意义的。 用文献[1]的记号,命基底波函数ω_0、φ_0、J_0为:     

夸克——胶子等离子体的强子化相变

CERN—WA80研究组首次实测的纯光子谱数据发表之后,不少工作者都声称基于自己的理论模型可以解释WA80数据.但是Shuryak等人认为根据目前的实验条件所能选取的合理参数值是无法解释过剩光子问题的.他们提出了一个慢膨胀模型,要求夸克—胶子等离子体(QGP)火球处于混和相的时间需长达30—40fm/c,这是与实验上所测定的火球寿命～10fm/c相矛盾的.人们可以注意到,在文献的诸项研究中未考虑QGP火球的强子化相变若为一级相变时对光子产额的影响.因此他们的理论结果的可信度是