QCD反常与质子组分的自旋密度

由极化质子的夸克和胶子自旋差分布的Altarelli-Parisi方程可知,在领头项近似下胶子分布的一次矩△G(x)与In(Q~2丨∧~2)成正比,质子的自旋结构函数于是应表示为     

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...     

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。     

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.     

K~+P、K~-P、ΩP的弹性散射

我们前面的工作,提出了一种处理强子弹性散射的方法,文献[1]中讨论的粒子是由单成分的组分构成,文献[2]中讨论的复合粒子是由多成分的组分构成,这是一套简洁而有效的方法,而且能够得出解析的结果,从而发展了Glauber散射理论。但是在文献[1,2]中,我们讨论的强子与质子的弹性碰撞,只计算了PP、(?)P和πP,按照夸克模型P(uud),即质子由二个u夸克和一个d夸克构成(夸克指组分夸克,下同),(?),π(q),其中u是u夸克,     

质子结构与质子自旋组成是什么?

质子结构是人们对物质深层次结构认识的最前沿,高能反应实验特别是电子质子深度非弹性散射实验的开展,推动了理论研究的不断深入,发展出量子色动力学基础上的部分子模型,成为描述质子结构的标准动力学图像,更新了人们对物质结构认识的观念,也为检验量子色动力学、研究其性质与应用方法提供了一个核心前沿基地,发展出因子化定理与共线展开等重要方法.而近年来实验对质子自旋结构、质子电磁半径的测量相继引发的"质子自旋之谜"与"质子半径之谜"等,更加激发了粒子物理与核物理学界的研究兴趣,对质子结构的研究也从简单的一维纵向运动深入到包括横动量和自旋依赖的三维情形,从单纯的数密度分布扩展到各类的自旋与动量关联函数,包括描述量子干涉效应在内的阶压低的高扭度分布函数,研究内容与研究方法不断地更新.近期新的实验基地,如美国电子离子对撞机等的建设更将推动该方向研究迎来快速发展的高峰期,我国规划中的相应的大科学装置也有望在该领域的研究中发挥重要作用.     

中子半衰期的新测定值

中子是由一个上夸克和二个下夸克组成的，而当其中的一个下夸克转变为一个上夸克时，中子便转变为由两个上夸克和一个下夸克组成的带正电的质子了。中子转变成质子的速率决定着两在宇宙创生大爆炸后的第1秒钟内宇宙里存在着这两种基本粒子的数量，也影响着现在宇宙中氦的数量。     

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     

重子磁矩中的双夸克效应

重子的三夸克模型包括非相对论势模型和口袋模型能较好地解释p,n和A的磁矩,但所预言的其他重子的磁矩与实验值存在着明显的偏离。最近文献[3,4]利用重子的双夸克-夸克模型,从不同的角度出发讨论了双夸克对重子磁矩的影响,改进了同实验值的符合。本文将在非相对论双夸克-夸克模型的基础上,进一步考虑双夸克的效应,特别是胶子交换对     

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,     

层子模型中极化靶0~-+1~+/2→1~-+3~+/2过程的共振衰变角分布

在文献中,我们由层子模型出发研究了高能强子准二体反应的共振衰变角分布和角关联,得到了各个统计张量之间的一些关系。由于文献中理论的协变性,不存在非相对论“夸克”模型在自旋参考系方面的困难。在本文中,我们将由同样的物理假设出发研究极化靶情况下的。0~-+1~+/2→1~-+3~+/2过程。对极化靶过程,由于初态自旋的维格     

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     

相对论的夸克对产生模型和ψ″(4.03)的强衰变

非相对论的夸克对产生模型(Quark Pair Creation Model,简称QPCM)是人们在非相对论夸克模型框架内处理强子强衰变时所采用的一种模型。Barbieri等和Le Yaouanc等把它应用于粲偶素(Charmonium),讨论了作为径向激发态的ψ″(4.03)的强衰变问题。然而非相对论的QPCM不具有相对论协变性,对内部运动为相对论的轻夸克(u,d,s)组成     

宇宙射线中有新的物质发现

日本物理学家声称发现了宇宙射线中存在“奇异物质”的证据.他们的探测器已记录了两次独立的事件,每一次都能得出,射线中某种粒子的电荷为质子电荷的14倍,质量为质子质量的370倍.没有一种原子核能达到上述水平,但这些特征在预言所谓夸克块时倒是很精确的,物理学家们相信夸克是由一种被称为奇异物质的材料组成的.     

自由夸克理论的弱化

英国卢瑟福实验室已取得大量证据来反对自由夸克存在的理论. 自从第一次提出夸克作为物质的基本构成物以来,物理学家一直在寻找单夸克的证据,但均告无效.理论上认为夸克以三个一组束缚在一起或成夸克-反夸克对存在于质子、中子或π介子等亚原子粒子中.夸克具有电荷,为电子电荷e的分数.这使单夸克容易探测.但大多数寻找这种分数电荷的实验均未成功.一个显著的例外是斯坦福大学W.Fairbank组的实验.他们声称已测到一些微小的磁悬浮的超导铌球上的分数电荷1/3e.但其他组的测量并未观测到在铌或其他金属上有类似的效应.因此推测Fairbank组的结果可能是铌球拾取了钨底板(制备时用)的分数电荷所致. 卢瑟福实验室利用他们的磁悬浮装置和各种样品(包括铌球)作了350次试验,均未观测到任何     

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…     

质子自旋的惊人现象

自旋是亚原子粒子的早就知道的特性之一。在原子和原子核结构中,一般认为自旋的作用是重要的,但改变自旋所需的能量与该粒子的其他效应比较起来,毕竟是小的。例如过去以为质子的自旋在质子间的碰撞中对相互弹开所起的作用并不大。可是,美国芝加哥附近的阿尔贡(Argonne)国立实验室发现,自旋对质子与质子之间的相互作用具有难以想象的巨大效应。来自美国     

一个满足SU(6)对称性的基本粒子模型

最近在SU(3)基础上提出的SU(6)对称性,进一步解释了基本粒子的一些重要的性质。和过去Wigner所提出的原子核结构的SU(4)模型相对应,SU(6)对称性可以看作是在三种基础粒子(夸克quark)之间只存在有Wigner力和Majorana力的后果。这两种力不会改变基础粒子的自旋,因此每个基础粒子的两个自旋态可以看成是两个独立的粒子,三种基础粒子就可看成六种独立的粒子,这样构成了SU(6)的六个基底。和Wigner的原子核模型一样,这个SU(6)模型必然是一个非相对论的模型。最近Salam等人把SU(6)群推广到相对论的(?)(12)群,但是他们发现相对论基础粒子的自由拉