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五夸克態：修订间差异

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==延伸閱讀==
==延伸閱讀==
*{{cite web
⚫
*[http://news.bbc.co.uk/1/low/sci/tech/3034754.stm Behold the Pentaquark (BBC News)]
|author=David Whitehouse
*[http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993903 Pentaquark discovery confounds sceptics (New Scientist)]
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|url=http://news.bbc.co.uk/1/low/sci/tech/3034754.stm
*[http://www.slac.stanford.edu/spires/find/hep/www?rawcmd=FIND+key+6181597 Relativistic Mean Field Approximation to Baryons]
|publisher=BBC News
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*{{cite journal
|author=Thomas E. Browder, Igor R. Klebanov, Daniel R. Marlow
|year=2004
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|journal=Physics Letters B
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|arxiv=hep-ph/0401115
|bibcode = 2004PhLB..587...62B }}
*{{cite arXiv
|author=Akio Sugamoto
|year=2004
|title=An Attempt to Study Pentaquark Baryons in String Theory
|class=hep-ph
|eprint=hep-ph/0404019
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*{{cite journal
|author=Kenneth Hicks
|year=2005
|title=An Experimental Review of the {{SubatomicParticle|Theta+}} Pentaquark
|journal=Journal of Physics: Conference Series
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|doi=10.1088/1742-6596/9/1/035
|arxiv=hep-ex/0412048
|bibcode = 2005JPhCS...9..183H }}
*{{cite journal
|author=Mark Peplow
|date=18 April 2005
|title=Doubt is Cast on Pentaquarks
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*{{cite web
|author=Maggie McKie
|date=20 April 2005
|title=Pentaquark hunt draws blanks
|url=http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7287&feedId=online-news_rss20
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|accessdate=2010-01-08
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|author=Jefferson Lab
|date=21 April 2005
|url=http://www.spacedaily.com/news/physics-05t.html
|title=Is It Or Isn't It? Pentaquark Debate Heats Up
|work=Space Daily
|accessdate=2010-01-08
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*{{cite journal
|author=Dmitri Diakonov
|year=2005
|title=Relativistic Mean Field Approximation to Baryons
|journal=European Physical Journal A
|volume=24 |issue= |pages=3
|bibcode=2005EPJAS..24a...3D
|doi=10.1140/epjad/s2005-05-001-3
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*{{cite journal
|last=Schumacher
|first=R. A.
|title=The Rise and Fall of Pentaquarks in Experiments
|journal=AIP Conference Proceedings
|year=2006
|volume=842
|page=409
|doi=10.1063/1.2220285
|arxiv=nucl-ex/0512042
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*{{cite journal
|author=Kandice Carter
|year=2006
|title=The Rise and Fall of the Pentaquark
|url=http://www.symmetrymagazine.org/article/september-2006/the-rise-and-fall-of-the-pentaquark
|journal=Symmetry Magazine
|volume=3 |issue=7 |pages=16
}}

==外部連結==
*[http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=213533 Pentaquark on arxiv.org]
*[http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=213533 Pentaquark on arxiv.org]


2015年7月16日 (四) 06:41的版本

一般性五夸克態粒子示意圖。夸克標記為q，反夸克標記為q。傳遞強相互作用的膠子以波形線來標記。夸克帶有的不同色荷對應於不同的顏色。紅色、綠色、藍色是三種不可或缺的顏色；另外剩餘的夸克與反夸克必須呈相反顏色，在這裏選擇為藍色與反藍色（黃色）。

五夸克粒子是一種假想的次原子粒子，屬於奇異強子。五夸克粒子有五個夸克[註 1]。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，某種未知自然定律禁止五夸克粒子的出現。[1]

2000年代，曾經有幾個實驗報告發現五夸克態的存在[2]，但對於這些實驗所獲得的數據做重新分析與後來完成的實驗顯示，這些結果都是統計效應，而不是真實的共振[3]。2015年7月13日，歐洲核子研究組織的LHCb實驗團隊報告，在底Λ粒子 （Λ0
b）的衰變反應中，發現了五夸克態。[4]這結果尚未經過同行評議。

在粒子物理學實驗室之外，五夸克粒子也可以在超新星形成中子星的過程中自然製成。[5]對於五夸克粒子的研究或許可以幫助洞悉這些恆星怎樣形成，也可以讓物理學者更加了解強相對作用。

概述

於2015年7月提出可能已被發現的五夸克粒子P+
c示意圖，顯示出每一個夸克的風味與一種可能的顏色組合。
主条目：夸克

夸克是一種基礎粒子，它擁有質量、電荷、色荷性質，還擁有給出夸克種類（上夸克、下夸克、奇夸克、魅夸克、頂夸克、底夸克）的風味性質。由於夸克禁閉效應，夸克從未被觀測到單獨存在。幾個夸克可以共同組成複合粒子，稱為強子。由一個夸克與一個反夸克共同組成的強子稱為介子。由三個夸克組成的強子稱為重子。物理學者知道很多關於這些普通強子的性質和行為。沒有任何理論能夠防止夸克組成奇異強子，例如，由兩個夸克與兩個反夸克組成的四夸克粒子，由四個夸克與一個反夸克組成的五夸克粒子。[1]

五夸克粒子有很多不同種類，不同的夸克組合會產生不同的粒子。物理學者使用符號qqqqq來標記五夸克粒子，其中，q與q分別標記夸克與反夸克。符號u、d、s、 c、b、t分別標記 上夸克、下夸克、奇夸克、魅夸克、頂夸克、底夸克；符號u、d、s、c、b、t分別標記對應的反夸克。例如，由兩個上夸克，一個下夸克，一個魅夸克，一個反魅夸克組成的五夸克粒子標記為uudcc。

在五夸克粒子裏，夸克被強作用力束縛在一起，強作用力能夠促使所有色荷相互抵銷。更仔細說，在介子裏，夸克必須與反色荷的反夸克配對在一起，例如，藍色與反藍色；在重子裏，三個夸克必須從三種色荷中各自選擇不同的色荷，例如，紅色、藍色與綠色。[註 2]在五夸克粒子裏，色荷必須相互抵銷。唯一可行的組合是設定一個夸克為某顏色，另一個夸克為另一種顏色，另兩個夸克為第三種顏色，最後一個夸克為第三種顏色的反顏色。[6]

物理學者尚不清楚五夸克粒子的束縛機制，可能是五個夸克緊緊地束縛在一起，也可能是一個重子與一個介子鬆鬆的束縛在一起。[7]

歷史

五夸克態的理論是在1997年由馬克沁·波利亞科夫（英语：Maxim Polyakov）、維克托·佩特羅夫（英语：Victor Petrov）和德米特里·帝雅克諾夫（英语：Dmitri Diakonov）發表於俄罗斯的聖彼得堡科學院核物理學院（英语：Petersburg Nuclear Physics Institute），不過他們仍保持懷疑的態度。直到2003年，在日本大阪大學在春天八號同步輻射設施（Spring-8）上的實驗才顯示五夸克可能存在的的跡象。另外在美國維吉尼亞州，紐波特紐斯，湯瑪斯傑佛遜國家加速器中心也偵測到五夸克存在的證實。他們將高能量的γ射線和中子進行交互作用，進而反應成一個介子和一個五夸克，在隨後的10-20秒內五夸克就衰變成一個中子和介子。但是在其他較高能的實驗組、以及使用強子對撞機的實驗，都沒有觀測到應該存在的證據。因此，五夸克粒子存在與否，還是一個極具爭論性的話題。

2015年LHCb結果

Λ0
b→J/ψK−
p衰變質譜，每一個衰變產物都被單獨展示。五夸克粒子貢獻部分展示為畫斜線的直方圖。

2015年7月13日，LHCb實驗團隊在Λ0
b→J/ψK−
p衰變道辨識出五夸克粒子；在這衰變道裏，底Λ粒子 （Λ0
b）衰變為一個J/ψ介子（J/ψ）、一個K介子 （K−
）與一個質子（p）。實驗數據顯示，有時候，底Λ粒子不會直接衰變為介子與重子，而會間接地通過五夸克居間態（英语：intermediate state），兩個被發現的居間態P+
c（4380）與P+
c（4450）在統計學的顯著性差異分別為9 σ與12 σ，總合起來為15 σ ，足夠證實這發現。更多數據分析還排除了這是由普通粒子造成的效應的可能性。[8]LHCb實驗又觀測到兩個五夸克態都強烈地衰變為J/ψp，因此其價夸克必須擁有兩個上夸克、一個下夸克、一個魅夸克與一個反魅夸克；標記為
u

u

d

c

c
，它們是一種魅偶素-五夸克粒子。[4][5][9]

LHCb的主要任務是研究物質-反物質不對稱性，而不是探索研究五夸克粒子。[10]歐洲核子研究組織發言人表示，「我們並沒有積極地尋找它，我們僥倖地找到了它。」[7]

應用

費曼圖展示，底Λ粒子 Λ0
b衰變為K介子K−
與一個五夸克粒子P+
c。

五夸克粒子的發現讓物理學者能夠更細緻地研究強作用力，從而助益對於量子色動力學的了解。另外，當今理論意味著，當有些非常巨大恆星塌縮時，會製成五夸克粒子，對於五夸克的研究或許可以幫助人們了解中子星的物理。[5]

參見

註釋

  1. ^ 重子有三個夸克，介子有兩個夸克。
  2. ^ 色荷與日常顏色無關，它們只是一種標籤，專門用來幫助描述與了解色荷的概念。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 H. Muir. Pentaquark discovery confounds sceptics. New Scientist. 2 July 2003 [2010-01-08]. 
  2. ^ K. Hicks. Physicists find evidence for an exotic baryon. Ohio University. 23 July 2003 [2010-01-08]. 
  3. ^ See p. 1124 in C. Amsler et al. (Particle Data Group). Review of particle physics (PDF). Physics Letters B. 2008, 667 (1-5): 1. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. 
  4. ^ 4.0 4.1 R. Aaij et al. (LHCb collaboration). Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ0
    b    →J/ψK−
    p decays. 2015. arXiv:1507.03414 可免费查阅 [hep-ex].     
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 I. Sample. Large Hadron Collider scientists discover new particles: pentaquarks. The Guardian. 14 July 2015 [2015-07-14].  引用错误：带有name属性“Guardian”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  6. ^ J. Pochodzalla. Duets of strange quarks. Hadron Physics. 2005: 268. ISBN 161499014X. 
  7. ^ 7.0 7.1 G. Amit. Pentaquark discovery at LHC shows long-sought new form of matter. New Scientist. 14 July 2015 [2015-07-14]. 
  8. ^ Observation of particles composed of five quarks, pentaquark-charmonium states, seen in Λ0
    b    →J/ψpK− decays    . CERN/LHCb. 14 July 2015 [2015-07-14].     
  9. ^ P. Rincon. Large Hadron Collider discovers new pentaquark particle. BBC News. 14 July 2015 [2015-07-14]. 
  10. ^ Where has all the antimatter gone?. CERN/LHCb. 2008 [2015-07-15]. 

延伸閱讀

外部連結

基本粒子
复合粒子
其它
假想的基本粒子
其他
其它
假想的复合粒子
其它
準粒子
列表
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=五夸克態&oldid=36347512”