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B介子

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B介子(英语:B meson)是一种含有底夸克介子。B介子可细分成四种,按介子中的另一种夸克而定:B+
含有上夸克B0
含有下夸克B0
s
含有奇夸克,而B+
c
则含有粲夸克。由于顶夸克的寿命实在太短,所以一般认为反底夸克不能与顶夸克生成介子。而底夸克与反底夸克这个组合不是B介子,是底夸克偶素,当中最有名的是Υ介子

每一种B介子都有其对应的反粒子,内含底夸克及各种反夸克,分别为反上夸克(B
)、反下夸克(B0
)、反奇夸克(B0
s
)及反粲夸克(B
c
)。

B介子列表

B介子
粒子 符号 反粒子 内含
夸克
电荷 同位旋(I) 自旋宇称(JP) 静止质量
(MeV/c2)
S C B' 平均寿命(s) 一般衰变产物
B介子 B+
B
ub +1 12 0 5279.15±0.31 0 0 +1 (1.638±0.011)×10−12 B±
衰变模式
B介子 B0
B0
db 0 12 0 5279.53±0.33 0 0 +1 (1.530±0.009)×10−12 B0
衰变模式
奇B介子 B0
s
B0
s
sb 0 0 0 5366.3±0.6 −1 0 +1 1.470+0.027
−0.026
×10−12
B0
s
衰变模式
粲B介子 B+
c
B
c
cb +1 0 0 6276±4 0 +1 +1 (0.46±0.07)×10−12 B±
c
衰变模式

BB振荡

中性的B介子(B0
B0
s
)能自发地变换成对应的反粒子,还能够再变换成原来的粒子。这个现象叫做味振荡。中性B介子振荡的存在,是粒子物理学标准模型的一项基本预测。测量结果指出B0
B0
系统的振荡量约为0.496 ps−1[1],而费米实验室的CDF实验测量到B0
s
B0
s
系统的Δms = 17.77±0.10(统计误差)±0.07(系统误差) ps−1[2]。最早的B0
s
B0
s
系统上下限值是由费米实验室的另一个项目DØ实验所估算的[3]

在2006年9月25日,费米实验室对外宣布说他们发现了之前由理论所预测的Bs介子振荡[4]。根据实验室的新闻稿:

费米实验室之前就发现了底夸克(1977年)和顶夸克(1995年),这次在第二次运转的首项大发现延续了那里粒子发现的传统。但是令人惊奇的是,Bs的奇异变化竟然是由基本粒子与相互作用的标准模型所预测的。这次振荡变化的发现,因此又再一次证实了标准模型的能耐...

CDF物理学家之前就测量过Bs介子的物质-反物质变换率,当中包括了被强核力绑在反奇夸克上的重底夸克。现在他们已经达到了粒子物理学的发现标准,也就是说虚假观测的概率需在一千万分之五以下。而CDF结果的虚概概率比标准还要小,为一亿分之八(8/100,000,000)。

芝加哥论坛报》的罗纳德·科图拉克(Ronald Kotulak)在文章中说这粒子很“奇怪”,并指出这介子与“反物质阴森领域”的已知相互作用,可能会“开启物理学新纪元的门”[5]

在2010年5月20日,费米国家加速器实验室的物理学家有报告指出,振荡衰变成物质的概率,比衰变成反物质的高1%,这个概率差可能解释到为什么可见宇宙中物质要比反物质要多很多[6]。最近在LHCb有新的实验结果,他们的数据样本比费米实验室的大,然而结果与标准模型的预测相差无几[7]

参考资料

外部链接

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B介子
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