夸克之间的色相互作用

 夸克和反夸克具有质量、电荷、弱荷和强荷(色荷),可以参与引力作用、电磁作用、弱作用和强作用四种基本相互作用.本文主要介绍夸克之间的强相互作用,即色相互作用.一、夸克的味与色目前确认夸克共有六种,即u、d、s、c、b、t,它们各有对应的反夸克,夸克的种类被形象地比拟为味道.六味夸克分为三代:(u、d),(c、s),(t、b).在强子中,同一代夸克以及不同代夸克之间,都可以通过交换中间矢量玻色子而发生弱相互作用,弱相互作用可以改变夸克的味道.但是,只在不同代的夸克之间,才有弱相互作用的混合效应.     

夸克之间的相互作用

一、夸克的色荷 夸克和反夸克具有质量、电荷、弱荷和强荷(色荷),可以参与引力作用、电磁作用、弱作用和强作用四种基本相互作用。格润伯格和盖尔曼分别于1964年和1972年提出:夸克、反夸克具有发生强相互作用的内禀属性,其表征量度是一种称为强荷或色荷的量子数。目前确认夸克共有六种,即u、d、s、c、b、t,它们各有对应的反夸克,夸克的种类被形象地比拟为味道。每一味夸克按其在强相互作用中的状态,可以区分为三种不同的态,称为颜色三重态。每一种态具有一种色荷,每味夸克分别具有三种色荷,形象地比拟为颜色中的三基色——红(R)、绿(G)、蓝(B),每味反夸克也分别具有三种反色荷,形象地比拟为三基色的补色:青蓝(反红色)、洋红(反绿色)、淡黄(反蓝色), 夸克和反夸克的每种“颜色态”,都对应两种色量子数,即颜色同位旋I_c和颜色超荷Y_c。     

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。     

夸克强相互作用动力学--量子色动力学简介

夸克是人类目前所知道的最基本的粒子．所有强子（包括构成原子核的质子、中子）都是由夸克组成的．夸克的运动变化遵守什么规律呢？它们之间的强相互作用有什么特点？物理学家用量子色动力学描写夸克之间的强相互作用．本文拟对量子色动力学作个扼要介绍．     

重夸克与轻夸克强子事例多重数差别

利用色偶极子模型计算了e⁺e^—→h′s轻夸克与重夸克强子事例多重数差别,结果与实验在误差范围内一致.并与微扰QCD模型及朴素模型的结果作了比较.     

物质结构在夸克-轻子层次上的动力学规律和研究发展趋势

文章综述了粒子物理中标准模型理论的历史发展、面临挑战以及未来的发展趋势.目前阶段物质结构最小组成单元是夸克和轻子,量子色动力学是描述夸克-胶子之间强相互作用的基本理论,它具有渐近自由和夸克禁闭的特点.量子色动力学和电弱统一理论一起构成粒子物理中标准模型理论.标准模型理论成功同时也面临两大挑战:对称性破缺的本质和夸克禁闭难题,这意味着标准模型理论需要发展和突破.人们期望粒子物理学、天文学和宇宙学交叉发展联手解决物质结构和早期宇宙研究中面临的难题,最终揭示超出标准模型的新物理规律.     

2004年诺贝尔物理奖介绍:渐近自由

描述粒子相互作用基本理论是标准模型，按照标准模型，强子是由夸克和反夸克通过色相互作用组成，色相互作用有一种特殊的性质：渐近自由，格罗斯、波利策和维尔切克由于确定地发现色相互作用的渐近自由性质获2004年诺贝尔物理奖。     

重夸克物理

在基本粒子理论的标准模型中,有三代夸克.第一代由上夸克和下夸克(记为u和d)组成,第二代由奇异夸克和粲夸克(记为s和c)组成,第三代由顶夸克和底夸克(记为t和b)组成.重夸克物理专门研究c,b和t夸克,这项研究始于1974年c夸克的发现.开展对重夸克粒子(含有重夸克的基本粒子)谱的研究,能使人们获得有关夸克之间强相互作用的短距离行为的知识.此外,含重夸克的介子的衰变则是检验弱衰变理论的重要手段之一.近来,一大批有关这些弱衰变的实验结果已经陆续发表,从而使人们有可能对各种理论模型进行更严格的检验. c夸克是三个重夸克中最轻的,也是最早被…     

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.     

重味强子物理的精确测量

正1.引言标准模型代表了描述基本粒子相互作用理论的最新发展水平。在标准模型的发展中,味物理发挥了关键的作用。自然界中夸克有六种味道u,d,s,c,b,t,其中c,b和t夸克的质量分别为1.2 GeV,4.2 GeV和171 GeV,远远超过u,d,s夸克的质量(m_u=1.5~3.3 MeV,m_d=3.5~6.0 MeV,m_s=104 MeV),因此,c,b,t夸克称为重味夸克,而包含重味夸克的强子称为重味强子。研究重味强子物理既是检验CP     

夸克物质中的色超导性理论简介

夸克-夸克通过单胶子交换的相互作用在其反对称态上是相互吸引的,在致密夸克物质里,这种吸引相互作用会导致费米面上的双夸克凝聚,这就是所谓的夸克配对或色超导现象。本文介绍了夸克配对或色超导现象的基本知识和一些新进展。色超导是一个对称性自发破坏现象,有非常丰富的破缺方式,我们介绍了色超导对称性及其自发破坏模式的分析方法,介绍了怎样计算色超导体两个最基本的变量：能隙和迈斯纳质量。然后我们介绍了描述色超导现象的有效理论。最后是这些理论的一个应用,即计算色超导体里的中微子发射率以及其它输运性质。本文可以作为研究夸克物质理论的入门参考资料。     

带弦de夸克

 一、一个佯谬夸克模型不仅清楚地解释了SU₃对称性,而且还能借助SU₆对称性理论,成功地说明强子的各种自旋态.在这里,夸克好像弱束缚在强子里似的.显然,这是一个佯谬,因为从来就没见过夸克从强子中被打出来过.根据夸克模型,人们总想了解强子其它重要的特性,为此,必须在模型里加上一些新假设.一般说来,强子碰撞产生弹性散射,同时产生几种强子.由于接连碰撞,反应截面随能量迅速发生变化,从而表现出共振态存在,或强子激发态存在.     

TC2模型下的顶夸克稀有衰变t→cV

在顶色辅助的人工色(TC2)理论框架下,研究了顶夸克稀有衰变t→cV过程.结果表明TC2模型预言的标量粒子top-pions和top-Higgs对顶夸克稀有衰变分支比的贡献可以使其比标准模型预言值大6—9个数量级.在大多数参数范围内,分支比的数量级为:Br(t→cg)～10^－5,Br(t→cZ)～10^－5,Br(t→cγ)～10^－7.在合理的参数范围内,顶夸克稀有衰变t→cV过程能够被未来的对撞机实验探测到.因此,顶夸克稀有衰变过程为我们提供了一种检验TC2理论的方法.     

一种新的物质形态——夸克胶子等离子体

进入21世纪以来,随着美国Brookhaven国家实验室的相对论重离子对撞机和欧洲核子中心的大型强子对撞机的相继运行,对于物质深层次状态的认识达到了前所未有的高度。特别是对于夸克胶子等离子体这种新的物质形态的研究得到蓬勃发展,取得很多成就。文章主要介绍:(1)强相互作用和量子色动力学的相结构;(2)夸克胶子等离子体的物理性质;(3)夸克胶子等离子体在重离子碰撞实验中的信号。     

夸克物质中的色超导性理论简介(英文)

夸克-夸克通过单胶子交换的相互作用在其反对称态上是相互吸引的,在致密夸克物质里,这种吸引相互作用会导致费米面上的双夸克凝聚,这就是所谓的夸克配对或色超导现象。本文介绍了夸克配对或色超导现象的基本知识和一些新进展。色超导是一个对称性自发破坏现象,有非常丰富的破缺方式,我们介绍了色超导对称性及其自发破坏模式的分析方法,介绍了怎样计算色超导体两个最基本的变量:能隙和迈斯纳质量。然后我们介绍了描述色超导现象的有效理论。最后是这些理论的一个应用,即计算色超导体里的中微子发射率以及其它输运性质。本文可以作为研究夸克物质理论的入门参考资料。     

顶夸克为什么这么重?

 在费米实验室Tevatron质子-反质子对撞机上的CDF实验得到了第六味夸克(顶夸克)存在的证据(今年三月份,D0和CDF实验组同时宣布他们观测到了顶夸克--译者注),它使大家的注意力集中到了标准模型中的粒子的不寻常质量模式上。标准模型包含有三对夸克、三种带电轻子(电子、μ子和τ轻子)和其对应的三种中微子。夸克之间通过胶子“场”进行相互作用,同时也进行弱电相互作用。     

核子间的夸克交换机制及其所能导致的结果

本文探讨核内核子间的夸克交换机制所能给出的结果.计算了一核子与其周围核子发生波函数重叠及夸克交换的几率;并:(a)算出L-A深度非弹性结构函数,与实验符合较好.(b)给出对多夸克集团模型一种可能的解释.(c)算出核内核子平均半径增大的数值.(d)预言了全核的"夸克传导性"的存在.(e)显示了夸克与强子描述的"二重性".     

MIT袋模型的一种束缚能跑动形式修正

最近,文献[1]在MIT袋模型的基础上引入了一种强耦合常数跑动形式和重夸克束缚能,较好地计算了所有已确认的基态强子谱。考虑到束缚能的贡献之一为重夸克间的短程束缚作用,即色电相互作用,其跑动形式将会取代之前的拟合参数。此跑动形式为类库仑势,随着袋半径R变化,并且在质量公式中参与变分。结果表明,色电相互作用的引入同样会将基态强子质量计算误差控制在大致40 MeV以内,且与拟合参数的方法相比得到了较为准确的结果。这为重夸克色电相互作用的研究提供了参考依据。     

顶色辅助的人工色模型下顶夸克极化效应的研究

在顶色辅助的人工色(TC2)理论下, 在强子对撞机上研究了顶夸克-反顶夸克对的产生过程中顶夸克的极化效应, 在计算过程中, 运用了MRS set A'部分子分布函数和螺旋度投影算符的方法. 研究结果表明: 在Tevatron上顶夸克的极化效应太小不可探测; 参数选取得当, 该效应在LHC上可以探测到, 其值可达16%. 因此, 顶夸克的极化效应提供了一种切实可行的检验顶色辅助的人工色模型的方法.     

膨胀的热夸克胶子物质的中等质量双轻子的增强

基于一个描述夸克胶子火柱演化的相对论流体力学模型,研究了夸克相、强子相互作用以及非热过程(DrellYan对、粲强子衰变)的中等质量双轻子的产生.发现由于相边对夸克胶子物质演化的影响和RHIC能量核碰撞产生的夸克胶子物质具有高的初始温度,夸克相对双轻子的贡献显著增强,比那些来自强子相互作用的贡献重要,甚至能与来自非热的贡献比较.表明中等质量双轻子的增强是一个在核碰撞中产生了夸克胶子物质的可能信号. 关键词： 夸克-胶子物质 双轻子增强 相对论流体力学模型