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。     

基本粒子的分类

[译者注]1.q 表示夸克,(?)表示反夸克。根据量子色动力学(QCD)的理论,重子由三个夸克组成,介子由夸克和反夸克组成.2.有证据表明,至少有五种类型(“味”)的夸克,即 u(上)夸克,d(下)夸克、s(奇)夸克、c(粲)夸克和 b(底或美)夸克。旁边划有问号的 t(顶)夸克,是六夸克模型理论提出的尚需在更高能量领域内搜寻的夸克。     

夸克模型

按照这种模型,夸克是按所谓“味”和“色”来分类的。现在公认有四种“味”的夸克,即up-quark(上夸克),down-quark(下夸克),strange quark(奇异夸克),charm quark(粲夸克或魅夸克),分别以第一个字母来表示:u,d,s,c。每种“味”的夸克各有三种“色”:红(R)、兰(B)、绿(G),分别以下角     

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     

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,     

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     

五夸克态的实验发现

2015年,大型强子对撞机上的LHCb实验在■衰变末态中,发现J/ψ和p不变质量谱中存在明显的增强结构.通过达里兹图分析,首次在实验上确认存在由5个夸克组成的粒子.全振幅分析表明,至少需要两个五夸克态才能很好地描述数据,这两个五夸克态被命名为Pc(4450)和Pc(4380). 2019年,利用9 fb–1积分亮度的数据,并采用重新优化了的选择条件, LHCb实验再次研究■衰变末态的J/ψ和p不变质量谱,发现了一个新的五夸克态Pc(4312),同时观测到之前发现的Pc(4450)是两个质量相邻窄共振态P_c(4440)和P_c(4457)的叠加.发现包含粲夸克偶素的五夸克粒子是对传统强子组成的重要突破,其内部结构有很多种可能性,如紧束缚的五夸克态、重子-介子分子态等或者它们的叠加态.作为国际高能物理学界的前沿方向,对五夸克粒子结构的研究为探索强相互作用非微扰性质打开了一扇新的窗口.     

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)     

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。     

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     

研究弱作用中夸克混合的一个新方案

最近W,Z粒子的实验发现,给自发破缺的弱电统一规范场理论以有力的支持。规范场可以通过Higgs机制获得质量。但费米场如何获得质量?不少人认为费米子质量的起源可以与规范粒子不同。这关系到弱作用中夸克混合问题(即Cabbibo角问题)。通常把夸克混合归之于夸克的质量本征态与弱作用本征态的不同,因而把混合角跟夸克的质量矩阵连系起     

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.     

中国学者在核子自旋结构规范不变性的研究中取得新进展

1988年,极化μ子-质子深度非弹散射实验中测得u,d,s夸克自旋对核子自旋的贡献不到1/3,而夸克模型则认为全部来自夸克自旋.这是对非相对论夸克模型的严重挑战.于是,所谓的质子自旋危机的说法就产生了.针对这一情况,南京大学王凡教授及其合作者,开展了深入细致的研     

更下一层次的基本粒子称为“毛粒子”

预料之中的粲粒子问:先生把第四种夸克命名为“粲”夸克。请先就这一方面的经过谈起吧! 答:当然,“粲”含有漂亮的意思。在英语里“粲”这个词还具有驱魔存美的含义。很早以前人们就有关于“粲”数的想法,这种想法是为了防止衰变的发生……。     

理查德·泰勒(1929—2018)

正理查德·泰勒因发现夸克(宇宙中最基本的粒子之一)而获得诺贝尔物理学奖。2018年2月22日,出生于加拿大的实验物理学家理查德·泰勒(Richard E.Taylor)在加州斯坦福大学去世,享年88岁。1990年,他因发现宇宙中最基本的粒子之一——夸克——而获得诺贝尔物理学奖。他所任职的斯坦福大学宣布了他的死讯,但没有提及死亡的原因。20世纪60年代末,夸克的发现是物理学上一件惊天动地的大事。它为标准模型理论的发展铺平了道路,该理论是所有已知基本粒子和力的分类系统。"在发现夸克之前,我们已经知     

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…     

‘宇素——结构＇系统宇宙模型：新元素周期表的推导与说明之二

‘宇素——结构’系统宇宙模型，是笔者首次提出的。这里所说的宇素，包括基本粒子(如各种夸克、轻子、重子)和由基本粒子组成的基础粒子(不同元素等)。它们是组成宇宙物质(包括各类天体)的基本成分。     

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.     

夸克的心脏

夸克的心脏祝汉民编译发现顶夸克的欢庆还不到一年．世界上功率最大粒子加速器的物理学家似乎已从喝香槟酒的兴奋中冷静下来了。１９９６年２月来自芝加哥附近费米实验室的一份引人入胜的报告指出．夸克也许是由更小的某些东西组成的。迄今为止，线索令人沮丧和含糊不清，...     

价子的结构函数和强子电磁形状因子

按文献[1],价子定义为具有价夸克量子数的部分子集团,存在一个尺度μ~2(μ~2=0.64(GeV/c)~2),Q~2≤μ~2的探针无法分辨价子的结构,而Q~2>μ~2时,价子表现为价夸克、海夸克和胶子组成的集团。由定义,可得