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粲夸克

指数 粲夸克

粲夸克(Charm quark)属于基本粒子标准模型中的六类夸克(上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克)之一,符号为c。其反粒子称为反粲夸克。 粲夸克在夸克里第三重,质量为1.25GeV左右(比质子稍微重一点),电荷为(2/3)e,自旋1/2。粲夸克是由在1970年由谢尔登·格拉肖和李尔普罗斯和卢西恩·梅安尼预测,而粲夸克和它的反粒子可以构成J/ψ介子,J/ψ介子在1974年由布鲁克海文国家实验室的丁肇中和斯坦福线形加速器中心的伯顿·里克特分别独立发现的。这在粒子物理历史上称为“十一月革命”。 Category:夸克.

目录

  1. 39 关系: 基本粒子吴秀兰夸克夸克-膠子電漿夸克偶素夸克模型夸克星奇異物質希格斯場希格斯玻色子交變梯度同步加速器五夸克態底夸克代 (粒子物理學)弱同位旋弱相互作用北京正负电子对撞机B介子粲数粒子列表约翰·李尔普罗斯物理学史盧西恩·梅安尼D介子詹姆斯·比约肯谢尔登·格拉肖费米子重子列表GIM机制Σ粒子Υ介子Ω粒子Λ粒子J/ψ介子SLAC國家加速器實驗室X(3872)核子标准模型11月10日

基本粒子

在粒子物理学中,基本粒子是组成物质最基本的单位。其内部结构未知,所以也无法确认是否由其它更基本的粒子所组成 。随著物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也有所变化。目前在标準模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子。 我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认為是基本粒子,原子(atom)这个词来自希腊语中「不可切分的」。直到约1910年以前,原子的存在与否仍存在争议,一些物理学家认為物质是由能量所组成,而分子不过是数学上的一种猜想。之后,原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展,发现质子、中子、介子发现是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。.

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吴秀兰

吴秀兰(Sau-Lan Wu),美籍華裔高能实验物理学家,現任威斯康星大学麦迪逊分校恩里科·費米講座傑出物理學教授。她對J/ψ粒子的發現作出過重要的貢獻,這種粒子為粒子物理學標準模型中的粲夸克提供了實驗證據,並且她也在发现胶子的实验中起了关键性的作用,其中膠子是強相互作用中矢量玻色子,即其載體。最重要的是,發現與希格斯玻色子(也就是所謂的“上帝粒子”)性質相符的粒子,是全球許多科學家共同努力的成果,而吳秀蘭所在的歐洲核子研究組織隊伍與大型強子對撞機也參與其中。.

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夸克

夸克(quark,又譯“层子”或「虧子」)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元。由於一種叫“夸克禁閉”的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裏面找到夸克 。因為這個原因,人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。 夸克有六種“味”,分別是上、下、-zh-tw:魅;zh-cn:粲-、奇、底及頂 。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因,上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇、--、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)。 夸克有着多種不同的內在特性,包括電荷、色荷、自旋及質量等。在標準模型中,夸克是唯一一種能經受全部四種基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有時會被稱為“基本力”(電磁相互作用力、萬有引力、強相互作用力及弱相互作用力)。夸克同時是現時已知唯一一種基本電荷非整數的粒子。夸克每一種味都有一種對應的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之處,只在於它的一些特性跟夸克大小一樣但正負不同。 夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出 。引入夸克這一概念,是為了能更好地整理各種強子,而當時並沒有甚麼能證實夸克存在的物理證據,直到1968年SLAC開發出實驗為止 。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到;而於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克,是最後發現的一種。.

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夸克-膠子電漿

夸克-膠子電漿(英語:quark-gluon plasma,简称QGP),俗稱夸克湯(quark soup),是一種量子色動力學下的相態,所處環境為極高溫與極高密度。據信這種狀態存在於大霹靂宇宙誕生後的最初20或30微秒。歐洲核子研究中心(CERN)所屬的超級質子同步加速器的實驗首先嘗試創造出QGP,時間大約是1980年代與1990年代,而且可能已達成部分的成就。目前,布魯克哈芬國家實驗室的相對論性重離子對撞機(Relativistic Heavy Ion Collider,简称RHIC)的實驗正接續這項工作。CERN的新型實驗——大型离子对撞机实验和超環面儀器實驗都已在大型强子對撞機(Large Hadron Collider,简称LHC)展開。.

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夸克偶素

夸克偶素(Quarkonium,複數為Quarkonia)指的是無味的介子,即是由夸克及其對應的反夸克所組成的。夸克偶素的例子有J/ψ介子(魅夸克偶素的例子)及Υ介子(底夸克偶素的例子)。由於頂夸克的質量很大,在能夠生成束縛態之前,就已經通過電弱相互作用衰變掉,因此頂夸克偶素並不存在。一般夸克偶素一詞只用於魅夸克偶素及底夸克偶素,不用於其他輕夸克-反夸克對。這樣用是因為其他輕夸克(上、下及奇)實在比重夸克要輕得多。魅和底夸克與輕夸克間的巨大質量差,使得任一種味的夸克-反夸克對,都能有着相當分明的定義態。 Category:介子 Category:偶素.

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夸克模型

在粒子物理學上,夸克模型(Quark Model)是一種根據強子內價夸克種類的強子分類方案,而價夸克就是強子內的夸克和反夸克,它們是強子量子數的源頭。夸克是“SU(3)味對稱”或八重道的基礎,這個分類方案成功將1950至60年代所發現的的大量較輕的強子妥當編組。它在1960年代後期得到了實驗確認,至今仍是一套既正確又有效的分類法。夸克模型在1964年分別由默里·蓋爾曼 和喬治·茨威格獨立提出 (另見)。時至今日,夸克模型已被標準模型所吸收,並成為了它的一部份,標準模型指的是已確立的強相互作用和電弱相互作用的量子場論。 強子並不“基本”,並可被視為“價夸克”及其反夸克的束縛態,而“價夸克”及其反夸克就是強子量子數的源頭。這些量子數是識別強子的標籤,可分為兩種。一種從龐加萊對稱J^而來,其中J、P和C分別代表總角動量、宇稱和電荷共軛對稱。 而其餘的則是味量子數,例如同位旋、奇異數和魅數等如此類推。把夸克束縛在一起的強相互作用並不會受到味量子數的影響,因此在同一味多重態的不同味量子數組成的強子能擁有系統性的質量和耦合關係。 所有夸克的重子數皆被定為。上、魅和頂夸克的電荷為+,而下、奇和底夸克的電荷則為-。反夸克的全部量子數相反。夸克的自旋為,因此是費米子。由於每一夸克和反夸克都各自遵守蓋爾曼-西島關係,因此它們加總而成的集合亦都會遵守該關係。 介子是由價夸克─反夸克對所組成(因此強子數為0),而重子則由三個夸克組成(因此強子數為1)。本條目所討論的是上、下、奇這三種味的夸克模型(形成味的SU(3)近似對稱)。也有較多味的通用化夸克模型。.

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夸克星

夸克星(Quark star)由奇异物質組成,是一種理論假設可能存在的引力緻密星體,需要更多的觀測數據及關鍵遺失環結理論推導來佐證其真實性。 實驗驗證方面,關鍵的奇異物質理論至今還是假說,至2013年五月為止,沒有任何可能的夸克星類型被證實或理論可以完全自洽,基礎成分「H雙重子」亦未被尋獲,最後一組對「H雙重子」進行搜尋實驗的是日本KEK(高能加速器研究機構)與日本原子能研究開發機構(JAEA)的合作項目J-PARC,目前尚未有結論。 2013年6月17日,北京質譜儀BES III與日本KEK的Belle團隊在研究疑似粲夸克偶素(Charmonium)的Y(4260)時,分別獨立發現Zc(3900),實驗報告於美國物理通訊上發表,Zc(3900)的夸克態可能是ccud或是介子分子混雜態(hadron molecule),是目前跡象最明確有可能被正式認定的第一個四夸克態粒子(雙夸克反雙夸克態)。Zc(3900)如果確認成立,其意義十分重大,將正式確立多夸克態物理的成立,確認一整門新物理學的出現,多夸克態一旦成立,則夸克水平的星體均可能成立,但不見得是奇異夸克星,也有可能是混雜態夸克星或是孤子星產生機率更高,這對近代天體物理發展而言是一項很大的突破,一整個族系的多夸克態星體均有可能被列入天體物理的研究範圍內。 對夸克星模型產生矛盾的現有物理實驗當中,在2013年1月,質子大小再度被確認為0.84087飛米,以μ-氫原子(Hydrogen muon)作為測量基準,置信度為7σ,遠比使用氫原子精確許多,推翻百年以來推算的大小0.8768飛米,完成驗證程序,正式為物理學界承認(2010年,德國(MPQ)首度測量μ-氫原子所得數據大約為0.8418飛米,其後被物理學界稱為質子大小謎團)。該數值導致量子電動力學當中的一些物理常量可能必須修改,例如「里德伯常量」。質子的夸克態為uud,質子大小修正幅度達4%,這意味過去推導的「H雙重子」uuddss物態方程,在數值計算上幾乎是全面錯誤的,短距力的效應在夸克星模型當中被低估許多。由此可以確信的是現有的夸克星模型全部都是需要修正的,這包含了夸克星半徑的推算、引力緻密程度及內部能階所能產生各類衰變粒子所造成的星體穩定性問題,2013年以前推導的夸克星模型沒有任何一個是正確的,引用新數值重新計算的工作還在進行中,尚未有相關的新論文出現。 理論發展方面,2013年3月中,CERN宣布了希格斯玻色子的能階大約在125.3-126.0GeV之間,如果CERN以外的第三方對照組實驗的數據同樣驗證此一數值(現代科學程序上要求CERN以外的機構重覆檢驗正確性,至少要有CERN以外的一個單位或多個單位進行重覆證實,CERN的發現並非最終結論),則此一能階則表示夸克星核心將會頻繁地形成希格斯玻色子及比較強烈的真空極化效應,甚至會形成穩定的希格斯玻色子物質團,夸克星的組成將不再是單純的奇異物質團,模型還必須考慮到與希格斯玻色子的交互作用,舊有推導的夸克星模型則幾乎全面都存在錯誤。考慮到夸克星是最可能進一步坍縮成更高密度的引力緻密星體,核心當中含有高密度的希格斯玻色子應當是一個正確的物理推論結果,提供了完美解釋了進一步坍縮的成因,過往的夸克星模型通常避開此一量子效應,在希格斯玻色子能階確認以後,夸克星模型無可避免地需要進行全面修正。 在質量生成貢獻度方面,希格斯玻色子一般只貢獻大約10%以下,90%以上是由夸克與膠子之間的力所賦予,質子質量當中,夸克僅佔5%,膠子不具質量,其餘質量貢獻為夸克與膠子之間的交互作用所貢獻,由於H雙重子尚未尋獲,無法得知其實際質量,在夸克星的密度及強引力參數下,夸克與膠子之間的交互作用對質量的貢獻比例是否會發生重大改變,成為夸克星模型當中的關鍵要素,對於其是否進一步坍縮或是維持長期結構穩定,以及星體總質量的生成因素,有關鍵性的影響,同時也全面影響夸克星的演化結構,舊有的理論物態方程均未考慮到此一因素,明顯需要進行大幅度修正。 希格斯玻色子的發現,將會使得夸克星研究成為新物理學及「巨觀宇宙結構研究」的關鍵性角色,夸克星引力及質量生成機制涉及使用廣義相對論的部份必須幾乎全面修改,物態轉換過程的進一步研究,對於證明廣義相對論是一個錯誤的物理理論有很大的幫助,目前夸克星機制的矛盾,大多數都來自於使用廣義相對論假設,假定廣義相對論存在錯誤的假設,並且採用新的量子引力延展理論,例如或是純量不變量(Scalar invariant)系列約十餘種延展理論,在高能階區域進行修正,對於尋找正確的夸克星模型及證明「經典黑洞理論」是錯誤的天體物理理論會有很大的幫助,而正確的夸克星模型則對暗物質、巨引源、超級星系長城及巨觀宇宙結構有決定性的影響。.

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奇異物質

奇異物質(strange matter)是的一種特例,通常認為是包含上夸克、下夸克和奇夸克的流體。這是與(質子、中子等構成的普通物質)及非奇異夸克物質(non-strange quark matter,除奇異物質外的夸克物質)相對的概念。該種物質被假定存在於中子星的核中,甚至可能是尺寸從飛米級別(奇異夸克團)到千米級別(夸克星)的獨立存在的物質。.

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希格斯場

希格斯場(Higgs field),以物理學家彼得·希格斯姓氏為名,是一種假定遍佈於全宇宙的量子場。按照標準模型的希格斯機制,某些基本粒子因為與希格斯場之間交互作用而獲得質量。希格斯玻色子是希格斯場的振動。假若能夠尋找到希格斯玻色子,則可以明確地證實希格斯場也存在於宇宙,就好像從觀察海面的波浪可以推論出大海的存在。連帶地,也可確認希格斯機制與標準模型基本無誤。 在標準模型裏,W玻色子與Z玻色子藉著應用希格斯機制於希格斯場而獲得質量,費米子藉著應用希格斯機制於希格斯場與費米子場的湯川耦合而獲得質量。只有希格斯玻色子不倚賴希格斯機制獲得質量。不过儘管希格斯機制已被證實,它仍舊不能給出所有質量,而只能將質量賦予某些基本粒子。例如,像質子、中子一類複合粒子的質量,只有約1%是歸因於將質量賦予夸克的希格斯機制,剩餘約99%是夸克的動能與強交互作用的零質量膠子的能量。.

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希格斯玻色子

希格斯玻色子(Higgs boson)是標準模型裏的一種基本粒子,是一種玻色子,自旋為零,宇稱為正值,不帶電荷、色荷,極不穩定,生成後會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯機制,基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在,則希格斯場應該也存在,而希格斯機制也可被確認為基本無誤。 物理學者用了四十多年時間尋找希格斯玻色子的蹤跡。大型強子對撞機(LHC)是全世界至今為止最昂貴、最複雜的實驗設施之一,其建成的一個主要任務就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。2012年7月4日,歐洲核子研究組織(CERN)宣布,LHC的緊湊渺子線圈(CMS)探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子(超過背景期望值4.9个标准差),超環面儀器(ATLAS)测量到质量为126.5GeV的新玻色子(5个标准差),这两種粒子极像希格斯玻色子。2013年3月14日,歐洲核子研究組織發表新聞稿正式宣布,先前探測到的新粒子暫時被確認是希格斯玻色子,具有零自旋與偶宇稱,這是希格斯玻色子應該具有的兩種基本性質,但有一部分實驗結果不盡符合理論預測,更多數據仍在等待處理與分析。 希格斯玻色子是因物理學者彼得·希格斯而命名。術語「玻色子」是為了紀念印度物理學者薩特延德拉·玻色而命名。玻色子的自旋为整数,其物理行為可以用玻色-愛因斯坦統計描述,不遵守泡利不相容原理,即處於單獨一個量子態上的粒子數目不受限制。他是於1964年提出希格斯機制的六位物理學者中的一位。2013年10月8日,因為“次原子粒子質量的生成機制理論,促進了人類對這方面的理解,並且最近由歐洲核子研究組織屬下大型強子對撞機的超環面儀器及緊湊緲子線圈探測器發現的基本粒子證實”,弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯榮獲2013年諾貝爾物理學獎。.

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交變梯度同步加速器

交變梯度同步加速器(Alternating Gradient Synchrotron或簡稱AGS)是一個位于美国纽约州长岛的布鲁克黑文国家实验室的粒子加速器。.

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五夸克態

五夸克粒子是一種這結果尚未經過同行評議,所以仍舊歸類為假想粒子。-->次原子粒子,屬於奇異強子。五夸克粒子有五個夸克重子有三個夸克,介子有兩個夸克。。更詳細地說,是四個夸克和一個反夸克(表示他的重子數為1)。雖然物理學者預言五夸克粒子存在已很多年了,五夸克態顯然很不容易被發現。有些物理學者甚至提議,某種未知自然定律阻止五夸克粒子的出現。 2000年代,曾經有幾個實驗報告發現五夸克態的存在,但對於這些實驗所獲得的數據做重新分析,再加上對於後來完成的實驗做分析,所得到的結論是,這些先前得到的結果都是統計效應,而不是真實的共振See p.

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底夸克

底夸克是帶有電荷− 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(約為,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。 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。 在1975年將這粒子命名為底夸克。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。 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。 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。 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.

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代 (粒子物理學)

在粒子物理學中,代或世代(Generation)是基本粒子的一種分類。各代粒子之間的相異之處僅為味量子數及質量,但它們所涉及到的相互作用種類都是一樣的。 根據粒子物理學的標準模型,基本費米子共有三代。每一代有兩種輕子及兩種夸克。兩種輕子可分成帶電荷-1的(像電子)及中性的(中微子);而兩種夸克則可分成帶電荷−的(下型)及帶電荷+ 的(上型)。.

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弱同位旋

在粒子物理学中,弱同位旋是一个与弱相互作用相关联的量子数,类比了强相互作用中同位旋的观点。弱同位旋通常用T或I来表示,其第三分量则写作Tz、T3、Iz或I3。弱同位旋是对弱超荷的一个补充,其一起统一了弱相互作用和电磁相互作用。 弱同位旋守恒定律表明了弱同位旋第三分量T3的守恒:在所有弱相互作用过程中,T3必须守恒。T3也在其它已知相互作用中守恒,因此它是一个广泛守恒的量子数。因为这个缘故,T3是一个比T本身更重要的量子数,经常术语“弱同位旋”就代表着“弱同位旋第三分量”。.

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弱相互作用

弱相互作用(又稱弱力或弱核力)是自然的四種基本力中的一種,其餘三種為強核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的,恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子,即所有自旋為半奇數的粒子。 在粒子物理學的標準模型中,弱相互作用的理論指出,它是由W及Z玻色子的交換(即發射及吸收)所引起的,由於弱力是由玻色子的發射(或吸收)所造成的,所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變,它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定,由於Z及W玻色子比質子或中子重得多,所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”,是因為β衰變發生的機率比強交互作用低很多,表示它的一般強度比電磁及強核力弱好幾個數量級。大部份粒子在一段時間後,都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外,它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“味”之間互換。 弱力最早的描述是在1930年代,是四費米子接觸相互作用的費米理論:接觸指的是沒有作用距離(即完全靠物理接觸)。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它,儘管那個距離很短。在1968年,電磁與弱相互作用統一了,它們是同一種力的兩個方面,現在叫電弱相互作用。 弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯,在由氫生產重氫和氦的過程中(恆星熱核反應的能量來源)也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變,此時碳-14通過弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光,常見於超重氫照明;也造就了β伏這一應用領域(把β射線的電子當電流用)。.

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北京正负电子对撞机

北京正负电子对撞机(Beijing Electron Positron Collider,缩写:BEPC)是中国第一台高能粒子加速器,始建于1984年,位于北京西郊八宝山东侧。2004年至2009年间是重大的改造工程(称为BEPC II)。它主要用于高能物理研究,同时也可作出同步辐射、中能核物理、慢正电子等实验,是在粲物理能区具有国际先进水平的对撞机。.

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B介子

B介子(B meson)是一種含有反底夸克的介子。B介子可細分成四種,按介子中的另一種夸克而定:含有上夸克,含有下夸克,含有奇夸克,而則含有魅夸克。由於頂夸克的壽命實在太短,所以一般認為反底夸克不能與頂夸克生成介子。而底夸克與反底夸克這個組合不是B介子,是底夸克偶素,當中最有名的是Υ介子。 每一種B介子都有其對應的反粒子,內含底夸克及各種反夸克,分別為反上夸克()、反下夸克()、反奇夸克()及反魅夸克()。.

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粲数

粲数(Charm,符號 C)是一個味量子數,用以表示粒子中粲夸克()與反粲夸克()的數量差異: 傳統上,味量子數的正負號與帶有對應味的夸克電荷同號。因此,有著電荷值 Q + 的粲夸克之粲数為 +1。反粲夸克則有相反的電荷值,而其粲数 C 則為 −1。 粲数在强相互作用與电磁相互作用下守恆,然而在弱相互作用下則不守恆(參見卡比博-小林-益川矩阵)。對於第一階弱衰變,亦即僅有一個夸克衰變的過程下,粲数僅能改變1 ()。由於第一階過程比第二階過程(有著二個夸克衰變)更為常見,這可作為弱衰變的近似。.

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粒子列表

这是一份粒子物理学的粒子清单,包括已知的和假设的基本粒子,以及由它们合成的复合粒子。.

查看 粲夸克和粒子列表

约翰·李尔普罗斯

约翰·李尔普罗斯(Ιωάννης Ηλιόπουλος,John Iliopoulos,),出生于卡拉马塔,希腊物理学家。他的重要工作是1970年与谢尔登·格拉肖和卢西恩·梅安尼一起用GIM机制预言了粲夸克。.

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物理学史

物理学主要是研究物质、能量及它們彼此之間的關係。它是最早形成的自然科学学科之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理學》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期,当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密;随后这些学说被传入阿拉伯世界,并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说;最终这些学说传入了西欧,首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界,哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的,从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上,类似的研究数学的方法也在发展中。 在这一时代,包含着所谓“自然哲学”(即物理学)的哲学所集中研究的问题是,在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段(而不仅仅是描述性的)。根据亚里士多德的学说以及其后的经院哲学,物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的,这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先,同样来自於这些哲学传统,并在中世纪时由当时的哲学家、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。.

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盧西恩·梅安尼

盧西恩·梅安尼(Luciano Maiani,),聖馬利諾物理學家,他與謝爾登·格拉肖和李爾普羅斯預測魅夸克(簡稱GIM機制)存在。.

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D介子

D介子是含有魅夸克的粒子中最輕的一組。研究它們可以獲得更多關於弱相互作用的資訊。奇D介子(Ds)在1986年前被稱為“F介子”。.

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詹姆斯·比约肯

詹姆斯·丹尼尔·比约肯(James Daniel Bjorken,),美国理论物理学家。1956年,比约肯获得了麻省理工学院的物理学学士学位。1959年,他获得了斯坦福大学博士学位。1962年秋,他担任普林斯顿高等研究院的访问学者。 比约肯是斯坦福线性加速器中心的荣誉退休教授,并且是费米国立加速器实验室理论部门的成员(1979年至1989年)。.

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谢尔登·格拉肖

谢尔登·李·格拉肖(Sheldon Lee Glashow,),生于马萨诸塞州布鲁克莱恩,美国物理学家,1979年获诺贝尔物理学奖。.

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费米子

在粒子物理學裏,费米子(fermion)是遵守费米-狄拉克统计的粒子。費米子包括所有夸克與輕子,任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子,所有重子與很多種原子與原子核都是費米子。術語費米子是由保羅·狄拉克給出,紀念恩里科·費米在這領域所作的傑出貢獻。 費米子可以是基本粒子,例如電子,或者是複合粒子,例如質子、中子。根據相對論性量子場論的自旋統計定理,自旋為整數的粒子是玻色子,自旋為半整數的粒子是費米子。除了這自旋性質以外,費米子的重子數與輕子數守恆。因此,時常被引述的「自旋統計關係」實際是一種「自旋統計量子數關係」。 根據費米-狄拉克統計,對於N個全同費米子,假設將其中任意兩個費米子交換,則由於描述這量子系統的波函數具有反對稱性,波函數的正負號會改變。由於這特性,費米子遵守包利不相容原理:兩個全同費米子不能占有同樣的量子態。因此,物質具有有限體積與硬度。費米子被稱為物質的組成成分。質子、中子、電子是製成日常物質的關鍵元素。.

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重子列表

重子由三個夸克組成,相較之下介子則是由夸克-反夸克對所組成。重子與介子都屬於强子,意即單純由夸克或同時由夸克和反夸克所組成的粒子。重子的英文名稱「baryon」是來自希腊语中的「βαρύς」,意為「重的」,因為在命名當時,重子具有比其他物質粒子還要大的質量被認為是其特性之一。 直到近幾年,部分實驗證實了五夸克態粒子的存在,亦即由四個夸克與一個反夸克所組成的重子。2015年7月13日,歐洲核子研究組織的LHCb團隊宣布,在底Λ粒子衰變模式中找到了與五夸克態吻合的結果。 因為重子是由夸克所組成的,它們也會參與强相互作用。相對而言,不是由夸克所組成的輕子就不會參與强相互作用了。著名的重子包含質子和中子,它們組成了宇宙中大多數的可見物质,然而另一個主要組成原子的粒子,也就是电子,則屬於輕子。每個重子都有各自相對應的反粒子,稱為反重子,其中,夸克被替換成了對應的反夸克。例如,一個質子是由兩個上夸克與一個下夸克所組成,而其對應的反粒子,亦即反質子,則是由兩個反上夸克與一個反下夸克所組成。.

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GIM机制

在粒子物理中,GIM 机制(或格拉肖–李尔普罗斯–梅安尼机制)是一种压低FCNC过程(味改变的中性流过程)的机制。它是由谢尔登·格拉肖, 李尔普罗斯和卢西恩·梅安尼于1970年提出的。 GIM机制引入了第四个夸克——粲夸克,由此产生了新的振幅从而使FCNC过程的总振幅在树图水平上为零。它所引入的粲夸克在1974年由丁肇中和伯頓·里克特分别独立发现,由此证实了GIM机制。.

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Σ粒子

在粒子物理中,Σ粒子一类由三个夸克组成的重子。两个上夸克(或两个下夸克)和一个奇夸克组成;两个上夸克(或两个下夸克)和一个粲夸克组成;两个上夸克(或两个下夸克)和一个底夸克组成。.

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Υ介子

Υ介子()是一种由底夸克和它的反粒子构成的无味的介子。它由费米国立加速器实验室的E288协作于1977年发现,领导者为1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼。这也是第一种被发现的含有底夸克的离子,因为它最轻,生成时不需要其他大质量的离子。它的平均寿命为,质量约为。.

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Ω粒子

Ω粒子,一类重子,其组成不包含上夸克与下夸克。第一种Ω⁻于1964年发现,由3个奇夸克组成。.

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Λ粒子

在粒子物理中,Λ粒子是一类由三个夸克组成的重子。一个上夸克、一个下夸克和一个奇夸克组成;一个上夸克、一个下夸克和一个粲夸克组成;一个上夸克、一个下夸克和一个底夸克组成。于1947年的一次宇宙射线相互作用中首先被发现。该粒子理论寿命为约10−23 s,但它实际存留了约10−10 s。使它存留了如此长时间的未知属性后来被称为奇异性,Λ粒子的“奇异性”(strangeness)也导致了奇夸克的发现和奇异性守恒定律这一理论的创造。该理论指出,如果某些质量较小的粒子表现出“奇异性”,它们的半衰期便会较长(因为在重子的衰变非弱相互作用力衰变过程中奇异性必须守恒)。.

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J/ψ介子

J/ψ介子是一种次原子粒子,属于介子,由一枚粲夸克和一枚反粲夸克组成。它是由粲夸克和反粲夸克组成的次原子粒子当中第一个激发态。它的质量为3096.9兆电子伏特/c2,平均寿命为7.2*10-21秒。 两个互相之间独立的研究组分别首次发现了J/ψ介子。其中一个组是伯顿·里克特领导的史丹佛直線加速器中心,另一个组是麻省理工学院丁肇中领导的布鲁克黑文国家实验室。他们得知彼此发现了同一粒子,并同时于1974年11月11日发表了他们的发现。这个发现后粒子物理学发生了巨大的改变,这个改变有时也被称为“十一月革命”。1976年里克特和丁肇中因为这个发现分享诺贝尔物理学奖。.

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SLAC國家加速器實驗室

SLAC國家加速器實驗室,原名斯坦福直線加速器中心 ,是美國能源部所屬的國家實驗室,在能源部的方案下由斯坦福大學指揮運作。主要的研究方向有運用電子束進行基本粒子物理的實驗及理論研究、原子物理、固態物理、使用同步輻射光源的化學、生物以及醫學研究 。.

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X(3872)

X(3872) 是一種不尋常的粒子,其質量為3871.68 MeV/c2 ,而它的量子数並不符合夸克模型。該粒子於2003年被日本的Belle實驗團隊首次發現,並已被多個其他的實驗團隊所確認。有數種理論被提出以解釋它的性質,例如或-反雙夸克對(四夸克态)模型。 X(3872) 的量子數已於2013年3月被歐洲核子研究組織的LHCb實驗測得,其JPC的值為1++。.

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核子

在化學和物理學裏,核子(nucleon)是組成原子核的粒子。每個原子核都擁有至少一個核子,每個原子又是由原子核與圍繞原子核的一個或多個電子所組成。核子共有兩種:中子和質子。任意原子同位素的質量數就是其核子的總數。因此有時人們也會稱這個數字為「核子數」。 在1960年代之前,核子被認為是基本粒子,不是由更小的部份組成的。今天我們知道核子是複合粒子,由三個夸克經強相互作用綑綁在一起組成。兩個或多個核子之間的交互作用稱為核力,最終這也是強交互作用引起的。(在發現夸克之前,「強交互作用」一詞只用於核子間的交互作用。) 核子研究屬於粒子物理學和核物理學的交叉領域。粒子物理學,特別是量子色動力學,提供了解釋夸克及強交互作用屬性的公式。這些公式用定量方法解釋夸克是如何結合成為中子和質子(以及所有其他的強子)。然而,當多個核子組合為一個原子核(核素)時,這些基礎方程式變得非常難直接求解,必須使用核物理學的方法。核物理學利用近似法和模型來研究多個核子之間的交互作用,例如用核殼層模型。這些模型能夠準確解釋核素的屬性,比如哪些核素會進行核衰變等。 質子和中子都是重子和費米子。質子和中子特別相似,除了中子不帶有電荷以外,中子的質量比質子僅僅高0.1%,它們的質量非常相近,因此它們可以視為同樣核子的兩種狀態,共同組成了一個同位旋二重態(),在抽象的同位旋空間做旋轉變換,就可以從中子變換為質子,或從質子變換為中子。這兩個幾乎相同的核子都感受到相等的強相互作用,這意味著強相互作用對於同位旋空間旋轉變換具有不變性。按照諾特定理,對於強相互作用,同位旋守恆。.

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标准模型

在粒子物理學裏,標準模型(Standard Model,SM)是描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質基本粒子的理論,屬於量子場論的範疇,並與量子力學及狭义相對論相容。到目前為止,幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是萬有理論,主要是因為還沒有描述引力。.

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11月10日

11月10日是阳历一年中的第314天(闰年第315天),离全年的结束还有51天。.

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亦称为 反粲夸克。