强子作为非拓扑孤粒子的SU(5)大统—模型(Ⅰ)

提出一种新的包含三代已知轻子与夸克的SU(5)大统—模型.按本模型,强子可看作由夸克形成的非拓扑孤粒子;轻子与夸克本质上是相同的,它们之间的差别是由对称性自发破缺造成的;在强子内部,夸克质量很小,其性质与已知夸克相同;在强子外部,夸克的性质与已知轻子相同,只是质量很重,并将很快衰变.本文除了定义严格守恒的电荷Q0、费米子数F0外,还在孤粒子内部定义了近似守恒的内色荷、内电荷、内费米子数.已知SU(5)大统—模型的(L-B)守恒相应于本模型的F0守恒.     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

原子核内的夸克效应

这篇评述文章说明了下面四个问题:(i)任何色单态夸克反夸克系统的隐色道一定可以用通常的强子道表示出来,因此任何与隐色道有关的物理总可以用通常的强子自由度来解释;(ii)夸克胶子交换和矢量介子交换产生的重子重子自旋轨道耦合力非常相似,因此不能指望用超核的自旋轨道劈裂来区别夸克胶子交换模型和矢量介子交换模型;(iii)对于破坏电荷独立及电荷对称的重子互作用,电磁作用和夸克质量差同样重要,任何电荷相关互作用的计算必须同时考虑电磁作用和夸克质量差;(iV)和QED中的电子脱局域效应相似,我们猜测对QCD可能有夸克脱囚禁效应并且研究了此效应在双重子系统中的表现。     

物理学家发现5夸克粒子

经过 30年的寻找 ,物理学家终于发现了 5夸克粒子存在的证据 .大多数粒子或是含有 1个夸克和1个反夸克的介子 ,或是由 3个夸克或者 3个反夸克组成的重子 .如今 ,日本和美国的核物理学家发现了一个含有 2个上夸克、2个下夸克和 1个奇异反夸克的 5夸克粒子 .2 0 0 2年 ,TakashiNakano和他在Spring - 8(LEPS)激光电子光子实验组的同事们在日本的一个学术会议上报告了质量为 1.5 4GeV的 5夸克粒子 (pentaquark)的实验证据 .这个粒子是在高能射线与炭核里的中子发生散射的实验中观测到的 .粒子的质量和峰的宽度 (2 5MeV)都与理论预言相符 .…     

具有奇异夸克系统的重子波函数

在重子波函数中考虑了s夸克与u,d夸克质量的差别,构造了把坐标空间与味空间联合成SU(3)_rf的SU(3)_rf×SU(2)_s×SU(3)_c群分类夸克间全反对称的重子波函数.与不考虑s夸克与u,d夸克质量差的SU(n)_r×SU(3)_f×SU(2)_s×SU(3)_c群分类的波函数作了比较,它们的相互作用能量矩阵元有明显的差别.     

日俄美欧科学家相继发现五夸克新粒子态

 从60年代起,粒子分类一直采用夸克模型。自然界存在六种夸克:它们是上夸克(up,简写为u),下夸克(down,简写为d),粲夸克(charm,简写为c),奇异夸克(strange,简写为s),顶夸克(top,简写为t)和底夸克(bottom,简写为b)。夸克模型认为,介子是由夸克和反夸克组成的,而重子是由三个夸克组成的。介子和重子统称为强子。由胶子传播强相互作用。量子色动力学(QuantumChromodynamics,简写为QCD)描写强相互作用。     

夸克激发与质子自旋

提出一种新的重子波函数,它由SU(6)对称的三夸克组态和伴随的海夸克激发与价夸克激发组态构成.用此波函数对GA/GV,μP/μn及夸克自旋对质子自旋贡献的计算结果与实验数据符合甚好.     

强子作为非拓扑孤粒子的SU（5）大统—模型（Ⅰ）

提出一种新的包含三代已知轻子与夸克的ＳＵ（５）大统—模型．按本模型，强子可看作由夸克形成的非拓扑孤粒子；轻子与夸克本质上是相同的，它们之间的差别是由对称性自发破缺造成的；在强子内部，夸克质量很小，其性质与已知夸克相同；在强子外部，夸克的性质与已知轻子相同，只是质量很重，并将很快衰变．本文除了定义严格守恒的电荷Ｑ０、费米子数Ｆ０外，还在孤粒子内部定义了近似守恒的内色荷、内电荷、内费米子数．已知ＳＵ（５）大统—模型的（Ｌ－Ｂ）守恒相应于本模型的Ｆ０守恒。     

pp(p)反应过程强子产生的不对称性

计算与分析了pp与pp反应过程中轻味uds夸克的平均产生几率, 得到它们与反应类型和反应能量的关系. 进一步得出各种强子的相对产率, 发现平均粒子产率, 同位旋对称性, 正反粒子多重数比例以及奇异抑制因子等, 都与具体反应类型以及反应能量有关. 特别得出pp反应中正反重子比率大于1, 这与重离子碰撞实验结果非常吻合.     

pp反应过程强子产生的不对称性

计算与分析了pp与p反应过程中轻味uds夸克的平均产生几率,得到它们与反应类型和反应能量的关系.进一步得出各种强子的相对产率,发现平均粒子产率,同位旋对称性,正反粒子多重数比例以及奇异抑制因子等,都与具体反应类型以及反应能量有关,特别得出pp反应中正反重子比率大于1 这与重离子碰撞实验结果非常吻合.     

含有四个夸克或更多夸克的奇特粒子

<正>在粒子物理的所谓"标准模型"中发生强相互作用的基本粒子是带有分数电荷的夸克,这些夸克被电中性的类似光子的"胶子"捆绑在一起形成强子(包括重子和介子)。目前标准模型中包含6种不同"味道"的夸克:上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t);它们各自的反粒子(反夸克)被标志为、d、、、、。每一种味道的夸克又带有强作用的3种不同的"色荷"之一的"色荷"。之所以称之为"色荷"是因为强相互作用将这些带色荷的夸克束缚在一起形成强子的法则很容易让我们类比到对颜色的感知。     

探索物质微观结构的历史回顾——纪念夸克提出50周年

1964年盖尔曼和兹威格分别提出"基本粒子"由夸克或艾斯组成。至今,这一领域仍是粒子物理研究的前沿领域。经过50年的发展,夸克(艾斯)理论取得诸多辉煌成就。文章简要地回顾了夸克的提出过程及随后实验和理论方面的进展。     

高能e+e－湮没强子多重数的质量关系

利用一个描述强子质量谱成功的夸克模型确定出得到的强子多重数普适质量关系〈n〉=aexp(–bm)中的参数b,发现对于介子、重子是一个普适的常数.利用这个质量公式给出计算各种粒子多重数的表达式,进而以高能e⁺e^－湮没为例计算出各种粒子多重数与实验以及其他模型做了比较,表明这个没有任何假定的质量关系同样能够解释实验.     

神秘的顶夸克

夸克理论创始人之一的美国物理学家默里·盖尔曼说过:“基本粒子是筑成一切物质的砖块,对它们的研究是全部自然科学的基础。” 宇宙万物以太空最遥选地方的星体到物质深处最细小的粒子,—其物质的基本组成是什么?人们的认识早已不是停留在由原子构成的阶段,20世纪初,科学家发现,原子是由质子、中子和电子组成的。直至本世纪60年代前,人们对物质结构的认识是,宇宙万物由电子、质子、中子、……这些基本粒子所组成,60年代初发现的基本粒子已经达到上百种,具有一定的周期规律性(与SU(3)群的数学对称理论相符合)。随着高能物理学研究的不断深入,物理学家以高能粒子束为武器,探测原子核,一系列的实验现象表明这些所谓基本粒子并不基本,像质子和中子是由更小的被称作“夸克”的粒子所组成。 夸克这个新概念最初是由美国加州理工学院的默里·盖尔曼和乔治·兹韦格于1964年提出的。这是一种惊人简化的理论:夸克假设,它指出,所有强相互作用粒子(如质子、中子)都是由点状的夸克所组成。例如质子由两个上夸克和一个下夸克构成,中子由一个上夸克和两个下夸克构成。由强子的夸克模型如今     

Jaffe与Wilczek双夸克模型中的负宇称五夸克态

如果Jaffe与Wilczek关于Q5+五夸克态的双夸克图像是正确的话,那就应该存在负宇称的五夸克SU(3)八重态与单态,其中两个双夸克间没有轨道激发.这些态比Q5+质量低,与传统夸克模型中的由三夸克构成的重子的轨道激发质量接近.我们计算了这些负宇称态的质量与磁矩,用手征有效拉氏量讨论了他们可能的强衰变模式和选择定择，发现有两个态可能比较窄.我们建议实验上寻找这九个额外的负宇称态.如果将来的实验确实发现了这些态,那是对Jaffe与Wilczek双夸克模型的直接验证.否则,应该重新评估Jaffe与Wilczek的双夸克图像甚至抛弃这个模型.     

相对论重离子碰撞中会产生夸克胶子等离子体吗?

 现在人们认为:在我们周围物质世界中的强子一质子、中子、其他重子及介子等都是由夸克与胶子构成的.强子的夸克结构理论成功地解释了它们的各种静态性质.用高能轻子(电子、μ子等)轰击核子,甚至能定出内部夸克的动量分布.自从夸克、胶子的概念为人们所接受,科学家就在努力寻找自由的夸克与胶子.但是,迄今为止,不论在自然界或通过实验手段都没有成功,它们一直被牢牢地禁闭在每个强子“口袋’中,不能自由存在.     

夸克30年

 1964年盖尔曼和兹韦格提议称物质结构的最小微粒为夸克,至今已有30年的历史。再往前追溯10年,1954年在英国格拉斯哥召开的原子核和介子物理的国际会议上,盖尔曼和派斯的报告中提出在强相互作用中缔合产生的新粒子是一种带有奇异量子数的粒子,从1954到1964年大量新粒子和共振态的发现导至了盖尔曼和兹韦格提出物质结构的三种最小组成子——上夸克u、下夸克d和奇异夸克S。 在夸克一词提议10年后,1974年丁肇中和里克特发现了粲夸克c,1977年又发现了一种新夸克,称为底夸克b,是费米实验室的莱德曼实验组发现的。1994年4月26日费米实验室的CDF实验组宣布存在顶夸克t的实验证据。     

物质中的分数电荷

引言自从1964年Gell-Mann和Zweig假设强子由两个或三个“夸克”构成,夸克本身可有2/3e或-1/3e分数(电子)电荷e。这种假设放在SU(3)群论基础上,可以阐明由实验发现的许多“基本粒子”的结构。它的成功,一方面鼓励学者做出一些对强相互作用与弱相互作用及电磁相互作用的统一理论,另一方面激发实验物理学家去寻找像夸克的分数电荷存在的证据(参看图1,图2)。     

把粒子物理学前沿渗入物理教学

本文介绍了粒子物理学研究的最新成果以及把现代物理学前沿渗入物理教学的研究与探索． 探索粒子物理学的奥秘──夸克和轻子 物理学的精髓在于探索未知，本世纪初，物理学家发现了原子的核模型结构．３０年代，人们又发现原子核是由紧密结合在一起的质子和中子组成的．自然，质子和中子被认为是基本粒子，但是大量的称为强子（包括介子和重子两类）的相似粒子于５０年代和６０年代初被发现，目前已知的有一百多种强子．人们提出了这样的观点，强子并不是基本粒子，而是由电荷为１／３ｅ或２／３ｅ的更小粒子──夸克构成的，即强子的夸克模…     

带有两个重夸克的重子谱计算中几个困难问题的研究

由两个重夸克和一个轻夸克组成的重子可以看作是一个两体系统.它的两个重夸克组成一个玻色型的双夸克团.利用B–S方程导出了它的轻夸克和重的双夸克之间的等效相互作用势.在利用这种势计算重子质量的过程中,发现有几个困难问题需要深入探讨.它们是:(1)算符排序,(2)由非相对论展开带来的误差,(3)自旋–自旋耦合,(4)在标量双夸克组成的重子态和矢量双夸克组成的重子态之间的混合.本文详细地讨论并适当地处理了这些问题.