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什么是魅力夸克,为什么这么奇怪?

  • 2023-09-22
  • Kemberly

有六种夸克,其中包括一个被称为“奇怪”。但是,在量子物理学统治时,在很小的世界中,许多事情很奇怪,可以说魅力夸克仍然是陌生人。

顶部和底部的夸克都比魅力夸克(Charm Quarks比质子本身重。那么,他们的故事是什么?

在发现所谓的无损原子是由质子,电子和(有时)中子组成的,然后物理学家随后了解到,其中只有电子可能是基本颗粒。质子和中子是复合材料。他们的组成部分通常以三分之二的态度,启发物理学家默里·盖尔·曼恩(Murray Gell-Mann芬尼根的唤醒。

最初,设想了三种类型的夸克,称为“风味”。上,下来和奇怪。这似乎很适合他们在三合会中闲逛的倾向,尽管奇怪的夸克比其他夸克要稀有得多。我们随后了解到,质子由两个上夸克和一个倒下组成,而中子有两个下降和一个。

即使夸克仅被牢固地识别为构成更多异国情调的颗粒,这张简单的图片也被证明是不足的。一方面,夸克不必三分。介子是由两个夸克组成的粒子,最近我们开始发现tetraquarks,由四个。

很快就显然需要第四夸克来解释弱核力量。 Sheldon Glashow和James Bjorken预测了这一粒子的属性,并将其命名为Charm Quark,帮助Glashow赢得了1979年诺贝尔物理奖。

格拉索(Glashow)说,这个名字是因为“带给亚核世界的对称性”,平衡了已知夸克的数量和钩子。他还将魅力与避免邪恶相关联。魅力夸克阻止了三夸克理论所预测的粒子衰变,当时间安排足够糟糕时,它可以对粒子物理学家看上去邪恶。

寻找魅力夸克的证据最终被证明是成功的。实验表明,魅力夸克具有三分之二的质子电荷,质量估计为1,275 meV,而质量为2.3和4.8 meV,更常见的上下夸克。但是,质量有些有争议。由于夸克不作为孤立的颗粒存在,而是作为其他复合颗粒的组成部分,因此无法直接测量其质量,并且估计会有所不同。尽管如此,毫无疑问,魅力夸克(Charm Quarks)比更常见的夸克重得多。与陌生性更相关,它们也比整个质子更大。

它们的大质量,相对于上,下,甚至奇怪的夸克,意味着它们并不容易产生。然而,当物质和反物质颗粒彼此消灭时释放出的显着能量可以产生包含魅力夸克的颗粒,而弱核力量的载体也更大的W和Z玻璃体的衰变也可以产生。反过来,魅力夸克会腐烂到底部或奇怪的夸克。

像魅力夸克一样,它的质量不到底部夸克的三分之一不到三分之一,而最高夸克的数不到一百个夸克,每个夸克之后都添加到粒子动物园中。

通常由魅力夸克组成的颗粒(例如D梅森)的寿命在数十亿分之三分的时间内测得。我们不会研究它们,只需从他们分解的事物中确定它们的存在即可。

所有这一切都导致了去年的真正弯曲的主张。粒子物理学的特征之一是一些粒子短暂地将其固定在存在并再次出现。随着时间的流逝,这会产生存在的概率,而不是在确定的当前/不存在状态中。一半时间的粒子的存在可能性为50%。它也仅贡献其质量的50%,是对这两个复合粒子的质量。

几十年来,物理学家推测,除了它们的两个向上和一个下夸克之外,质子还可能以低概率含有较重的夸克。去年,一个团队找到了证据对于与魅力夸克有关的想法,通过分析质子碰撞。概率是如此之低,以至于魅力夸克仅贡献其质量的很小比例。结果是,质子的总质量,结合了三个光夸克,一些结合能,并且是魅力夸克的较小可能性,小于魅力夸克(其成分之一)。

看它的另一种方法是,魅力夸克和反charm夸克的嘶嘶声非常短暂地存在,然后再次消失,但是随着时间的流逝,质子的质量是一致的,包括魅力夸克(Charm Quark)存在的短暂时间,以及更长的时间。

整个事情都是如此奇怪,甚至是Juan Rojo博士,是找到证据的物理学家,承认它“违背了所有常识”。在学习量子物理学时,丢弃常识通常是必需的,但是魅力夸克似乎希望我们将其带到极端。

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