Ωb-——一个新发现的奇异粒子

据2008年9月27日美国Science News报道:9月3日费米实验室的Dzero探测器发言人DmitriDenisov宣布,他们发现了一个由底夸克和围绕着它旋转的两个奇异夸克组成的奇异粒子,该粒子被命名为Ωb-(Omega-b-minus).这是继1964.年发现由3个奇异夸克组成的奇异粒子后,又一个符合粒子物理标准模型所预见的粒子.美国斯坦福直线加速器中心的物理学家Michael Peskin誉此发现为装饰在美妙理论桂冠上的又一根羽毛.     

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 .…     

准粒子描述下奇异夸克物质自洽热力学及对奇异星物态的影响

考虑夸克粒子间相互作用,研究了在准粒子近似下奇异夸克物质系统的热力学,发现由于热力学自洽的要求,需要在热力学势中额外增加一项.利用这一等效热力学讨论奇异夸克物质的物态方程及声速,得到了一个“软化”的物态,这与质量–密度相关模型是一致的.但准粒子描述模型能够显示介质效应对强相互作用耦合常数的依赖.     

高温近似下奇异夸克物质的体粘滞系数

在准粒子描述下,采用自洽的热力学方法,考虑奇异夸克物质(SQM?)的介质效应,计算了高温近似下奇异夸克物质的体粘滞系数.发现介质效应对奇异夸克物质的体粘滞系数有很大影响,这使得观测数据不再排除两味色超导相奇异星的存在.     

BaBar实验探测到新粒子

美国斯坦福大学的BaBar实验鉴别出了一种新粒子Ds(2 317) .这种粒子由一个粲夸克和一个奇异反夸克组成 .最近BaBar实验合作组的AntimoPalano在斯坦福直线加速器中心(SLAC)报告了这一结果 .夸克和反夸克具有 6种不同的“味” ,2个或 3个夸克可由胶子结合在一起 ,分别组成介子或重子 .上夸克和下夸克是夸克中最轻的 ,它们存在于中子和质子中 .奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克则比较重 ,不存在于普通的物质中 .但它们可在粒子加速器上通过高能碰撞而产生或在宇宙射线与大气中的原子相互作用中产生 .BaBar实验合作组包括来自美国、加拿…     

e+e－湮没轻夸克事例的奇异抑制

按照夸克组合模型, 通过分析给出e⁺e^－→q₀q₀→h′s过程轻味夸克jet事例中各种粒子的产生几率以及相对比值. 给出奇异、非奇异粒子多重数比率γ与奇异抑制因子λ之间的关系, 不需要假设奇异抑制因子改变, 能够解释粒子比率增大的实验.     

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。     

强相互作用味道无关性的检验

通过比较不同味道初始夸克碎裂的带电粒子多重数可以对强相互作用味道无关性进行检验.计算了e+e–湮没成轻味夸克u,d,s碎裂的粒子多重数,发现不同味道夸克事例中,平均粒子产率,同位旋对称性,由奇异与非奇异粒子多重数比值确定的奇异抑制因子等都与初始夸克味道有关,而且这种依赖性在低能时更加明显.但3种轻味夸克事例的平均带电粒子多重数近似相等,这与QCD强相互作用与味道无关的预言一致.     

在极端相对论性原子核碰撞中奇异粒子的演化

在本文中我们用相对论流体力学方程描述了一个膨胀的夸克-胶子等离子体的演化.在此基础上考虑了相变和相变引起的温度效应后,用弛豫方程计算了不同初始温度的奇异粒子的时空分布以及总的奇异粒子数随时间的演化规律,分判定在极端相对论原子核碰撞中是否产生了夸克物质提供了一种理论依据.     

200AGeVpp、pS和SS碰撞中单奇异粒子产生数据的分析

用相对论性核-核碰撞的蒙特卡罗事件产生器──LUCIAE,分析了200AGeVpp､pS和SS碰撞中单奇异粒子产生的实验数据.结果表明:SS中心碰撞相对于pp或pS最小偏畸事件,似乎有更强的末态相互作用,更短的奇异粒子产生时间,和更大的奇异粒子对压低因子. 从pp到pS再到SS奇异增强的实验事实,似乎不必引入夸克-胶子等离子体就能得到解释.     

封面照片说明

众所周知，科学家们首选的粒子物理标准模型为：所有物质是由6种夸克——上、下、奇异、粲、顶和底夸克——及比夸克轻得多的粒子，如电子和中微子等构成的。这些粒子的存在已被令人信服的证据所证实。但该模型还需要宇宙中存在有希格斯玻色子（Higgs Boson），希格斯粒子表现为引力，它在某些粒子周围很密集，而在另一些粒子附近则很少。正是这种聚集的密度赋予粒子以质量，因此，夸克很重，电子很轻，而光子则根本没有重量。     

夸克模型的提出者——盖尔曼

 M·盖尔曼(Maurray Gell-Mann),一位粒子物理学界的奇才,自50年代以来,在粒子物理学中一直扮演着最重要的角色。特别是他于1964年提出的夸克模型,开辟了人们对物质结构认识的新篇章。一、盖尔曼其人M·盖尔曼于1929年9月15日出生于美国纽约城。盖尔曼的父母是第一次世界大战之后从奥地利移居到美国的.     

非常大的B~0-~0混合

1956年,为了解开之谜,李政道和杨振宁提出宇称守恒定律在弱相互作用下可能不成立.1957年,吴健雄观测到60Coβ衰变时发射出的电子在空间中的分布是不对称.于是李、杨的理论得到了证实.是同一粒子即K0介子也得到了确认. 六十年代,K0介子给了我们许多新知识.K0介子是由下夸克和反奇异夸克组成的;而K0介子则由反下夸克和奇异夸克组成.人们发现,奇异量子数相反的态K0和K0之间可以相互转换,即存在K0-K0混合.1964年,人们发现,K0介子衰变时,CP不守恒.(C为电荷共轭,P为宇称)即粒子变成反粒子同时作空间反演,物理规律并不守恒.这是人们发现CP不…     

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。     

首次观察到双粲重子的实验结果受到质疑

理论预言了6个包含有2个粲夸克(作为价夸克)的重子态,称为双粲重子,但是实验上一直没有观察到.最近,有我国研究人员参加的SELEX实验组利用美国费米国家实验室的600GeV/c荷电超子束在一组铜的或金刚石的薄膜靶上开展了粲强子产生实验,观察到了一个荷电衰变模式为Λ+cK-π+的粒子信号,在6.1±0.5个事例的预期本底上有15.9个多余事例,相当于6.3个标准偏差的统计显著性.这个粒子的质量观察值为3519±1GeV/c2;高斯质量宽度为3MeV/c2,与实验装置的分辨能力相当;寿命上限为33fs(90%置信水平).2002年9月9日的Phys. Rev. Lett.上刊…     

奇异星物理发展中的一个故事

 １９３２年查德威克发现中子后才半个月,朗道就提出了中子星的概念。两年后,Ｂａａｄｅ和Ｚｗｉｃｋｙ甚至已经正确地预言了中子星可以在超新星爆发过程中产生。而真正的观测发现却要到３０多年以后,即直到１９６７年发现脉冲星,才确认它为中子星。与此形成对照的是,１９６４年盖尔曼提出质子、中子由夸克（ｕ、ｄ）组成之后,虽然夸克星在１９６９年前后曾有人讨论过,１９７１年Ｂｏｄｍｅｒ还曾触及奇异星（这是由几乎等量的ｕ、ｄ和ｓ３种夸克组成的致密星体）,但真正的重要进展要到１９８４年,那时威滕（Ｐｈｙｓ．     

质子的奇异海探究

 质子,通常被简单地理解为由3个夸克组成的客体。然而,根据量子色动力学(QCD)理论所预言的丰富的结构,说明这种简单理解是不全面的。胶子和夸克-反夸克对所形成的海的提出,意义重大,如据此可解释质子的总自旋。目前,几个科研机构正在研究夸克-胶子海对核子其他特性的影响,以期精确测定奇异夸克海中奇异夸克对质子的电荷分布及磁化强度的实际影响。目前,4个主要的实验合作组已经介入,他们的结果已初步勾画出奇异夸克在质子中的粘合图像。奇异夸克对质子的这些特性的贡献最易测定,因为奇异夸克是夸克海的所有组分中最易于理解的组分。上夸克和下夸克因为其质量最轻,是夸克海中可能最容易出现的。     

BESⅢ测量了Zc(3900)的自旋宇称量子数

 自有人类以来，人们对自然界的好奇与探索从未停止。其中一个核心的问题便是这个世界由什么构成的，它们之间的相互作用又是怎么样的?现代物理科学认为自然界存在四种基本的相互作用：强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。其中强相互作用使得夸克可以组成质子与中子，而质子与中子又能组成原子核。原子核加上外层电子可以组成原子，原子还可以组合成分子。原子与分子构成了我们绝大部分的可见世界。注意到质子和中子都是由三个夸克通过胶子传递强相互作用组成的。那么如果不是三个夸克，而是两个夸克（事实上是正反夸克对）能不能构成一个相对稳定的结构呢?答案是肯定的。这种构成称为介子。第一个被发现的介子是π介子，它是在1948年由英国物理学家鲍威尔等人在高空宇宙线实验中发现的。因为当时质子与中子的质量比π介子大，所以人们把由三个夸克组成的粒子称为重子，而两个夸克组成的粒子称为介子。虽然后来又发现了比质子质量大得多的介子，但此名称一直延续了下来。利用宇宙线实验毕竟是“靠天吃饭”，为了加快对亚原子粒子的研究，实验物理学家们开始兴建加速器，发展高能粒子探测技术。在此之后，加速器实验中又发现大量不同的介子和重子，总计约两百多种。注意到介子和重子里的夸克数目不是两个就是三个，那么有没有四个或者五个甚至更多夸克组成的粒子呢?从理论上这是可以的，但是在实验上一直没有发现确切的证据。寻找四夸克态、五夸克态、乃至多夸克态一直是高能粒子物理实验上的一个吸引人的课题，它对我们更深入地去理解强相互作用很有帮助。     

新的粲素粒子

<正>两个粒子物理实验室的物理学家们独立地发现了一种新的神秘强子的证据。这种名为Zc(3900)的粒子,好像是一种"带电的粲素",是由以前所未见的一种方式组合起来的夸克组成的。对Zc(3900)粒子的进一步研究可能提供关于将夸克束缚在强子内的强力的信息。粲素是重介子,含有一个粲夸克和一个反粲夸克。由于是复合粒子,因而可以处于几种不同的能态。其中最著名的就是其第一激发态,称为J/Ψ粒     

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