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底夸克

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底夸克
组成 基本粒子
費米子
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 4.18+0.03
−0.03
 GeV/c2
[3]
衰变粒子 粲夸克上夸克
电荷 -13 e
色荷
自旋 12
弱同位旋 LH:−12, RH:0
弱超荷 LH13, RH:−23

底夸克是帶有電荷13 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英语bare mass(約為4.2 GeV/c2[3][4]:135稍微多過質子質量的四倍),而且CKM矩陣的元素VubVcb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英语b_tagging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 小林誠益川敏英預言底夸克的存在。[1]海姆·哈拉里英语Haim Harari在1975年將這粒子命名為底夸克。[5][6]費米實驗室利昂·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

  1. ^ 1.0 1.1 M. Kobayashi; T. Maskawa. CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction. Progress of Theoretical Physics. 1973, 49 (2): 652–657. Bibcode:1973PThPh..49..652K. doi:10.1143/PTP.49.652. 
  2. ^ 2.0 2.1 Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark (新闻稿). Fermilab. 1977-08-07 [2009-07-24]. 
  3. ^ 3.0 3.1 J. Beringer (Particle Data Group); 等. PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b′, t′, Free)' (PDF). Particle Data Group. 2012 [2012-12-18]. 
  4. ^ 4.0 4.1 Griffiths, David J., Introduction to Elementary Particles 2nd revised, WILEY-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-40601-2 
  5. ^ H. Harari. A new quark model for hadrons. Physics Letters B. 1975, 57 (3): 265. Bibcode:1975PhLB...57..265H. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6. 
  6. ^ K.W. Staley. The Evidence for the Top Quark. Cambridge University Press. 2004: 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2. 
  7. ^ L.M. Lederman. Logbook: Bottom Quark. Symmetry Magazine. 2005, 2 (8). (原始内容存档于2006-10-04). 
  8. ^ S.W. Herb; 等. Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions. Physical Review Letters. 1977, 39 (5): 252. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252. 
  9. ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi
  10. ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa
  11. ^ Zielinski, Lynne. Physics Folklore. Fermilab Education Office. Fermilab. (原始内容存档于2010-05-27). 
  12. ^ Nave, C. R. Transformation of Quark Flavors by the Weak Interaction. HyperPhylsics. 

延伸閱讀

外部連結