底夸克
底夸克是帶有電荷−1⁄3 e的 第三代夸克,又稱為美夸克。雖然量子色動力學描述每一種夸克的方法都很類似,由於底夸克帶有很大的裸質量(約為 GeV/c2, 4.2[3][4]:135稍微多過質子質量的四倍),而且CKM矩陣的元素Vub與Vcb的數值很小,因此底夸克擁有獨特的標籤。當做實驗時,使用一種稱為底貼籤的技術,可以很容易地辨識出它的蹤跡。由於CP破壞涉及到三代的夸克,因此研究CP破壞比較合適使用的粒子是含有底夸克的介子。BaBar实验、Belle實驗與LHCb實驗都正在進行這類實驗。
组成 | 基本粒子 |
---|---|
系 | 費米子 |
代 | 第三代 |
基本相互作用 | 強作用力、弱作用力、 電磁力、引力 |
符号 | b |
反粒子 | 反底夸克(b) |
理论 | 小林誠、益川敏英 (1973年)[1] |
发现 | 利昂·萊德曼等(1977年)[2] |
质量 | +0.03 −0.03 GeV/c2 4.18[3] |
衰变粒子 | 粲夸克或上夸克 |
电荷 | -1⁄3 e |
色荷 | 有 |
自旋 | 1⁄2 |
弱同位旋 | LH:−1⁄2, RH:0 |
弱超荷 | LH: 1⁄3, RH:−2⁄3 |
幾乎所有頂夸克的衰變都會產生底夸克,希格斯玻色子的衰變也常會產生底夸克。1973年,為了解釋CP破壞,物理學者小林誠與益川敏英預言底夸克的存在。[1]海姆·哈拉里在1975年將這粒子命名為底夸克。[5][6]費米實驗室的利昂·萊德曼研究團隊於1977年做通過粒子碰撞實驗製成 底夸克偶素,從而發現底夸克。[2][7][8] 由於「发现对称性破缺的来源,并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在」,小林誠與益川敏英榮獲2008年諾貝爾物理學獎。 [9][10]有一些學者稱底夸克為「美夸克」,但至今為止,「底夸克」仍舊是最常用的名稱。[11]
通過弱相對作用,底夸克可以衰變為上夸克或粲夸克。這類衰變被CKM矩陣所抑制(Vub=0.0040、Vcb=0.04,數值很小)。底夸克很想衰變為頂夸克(Vtb=0.9991),但是由於底夸克的質量小於頂夸克,因此不能衰變為頂夸克,所以,底夸克的平均壽命為比較長的1.3×10−12 s,而每當底夸克衰變時,它比較常衰變為粲夸克。[4] :327-329[12]
含有底夸克的強子
以下列出一些含有底夸克的強子:
參閱
參考文獻
- M. Kobayashi; T. Maskawa. . Progress of Theoretical Physics. 1973, 49 (2): 652–657 [2020-10-09]. Bibcode:1973PThPh..49..652K. doi:10.1143/PTP.49.652. (原始内容存档于2008-12-24).
- (新闻稿). Fermilab. 1977-08-07 [2009-07-24]. (原始内容存档于2019-05-29).
- J. Beringer (Particle Data Group); 等. (PDF). Particle Data Group. 2012 [2012-12-18]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-12).
- Griffiths, David J., 2nd revised, WILEY-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-40601-2
- H. Harari. . Physics Letters B. 1975, 57 (3): 265. Bibcode:1975PhLB...57..265H. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
- K.W. Staley. . Cambridge University Press. 2004: 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
- L.M. Lederman. . Symmetry Magazine. 2005, 2 (8). (原始内容存档于2006-10-04).
- S.W. Herb; 等. . Physical Review Letters. 1977, 39 (5): 252. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252.
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- Zielinski, Lynne. . Fermilab Education Office. Fermilab. (原始内容存档于2010-05-27).
- Nave, C. R. . HyperPhylsics. [2017-07-07]. (原始内容存档于2017-07-09).
延伸閱讀
- L. Lederman. . Scientific American. 1978, 239 (4): 72. doi:10.1038/scientificamerican1078-72.
- R. Nave. . HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. [2008-06-29]. (原始内容存档于2015-09-05).
- J. Yoh. (PDF). Proceedings of Twenty Beautiful Years of Bottom Physics. Fermilab. 1997 [2009-07-24]. (原始内容存档 (PDF)于2018-08-08).
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