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美物理学家首次测出底偶素家族能量最低粒子

发布时间:2017-12-03 阅读:

  美国物理学家第一次发现了次黄芩苷家族中能量最低的粒子

  三十年前,粒子物理学家对发现包含底夸克和反夸克的底界(由正夸克和负夸克组成的束缚态)的粒子的发现感到高兴,并且将不同的能量结合在一起。从那以后,研究人员试图为这些微小的重要粒子找到最低的能量状态。负责美国能源部(DOE)斯坦利线性加速器中心(SLAC)BaBar协作实验的国际合作组织首次发现并测量了次多原色的最低能量粒子ηb家庭。这一激动人心的突破性成果将对理解基本粒子的强大作用产生重大影响。每个物质系统都包含一个“基态”,系统在任何特定时刻想要的最低能量水平,一旦获得就释放能量。基态为粒子的其他更高能态的测量提供了基线,也是确定夸克如何相互作用和行为的关键。当底夸克和后夸克强烈地拉在一起,就会形成一个夸克“原子”。这个底夸克“原子”ηb可以被激发到不同的高能态,从第一激发态Y(1S)到更高的Y(2S),Y(3S)等能态。为了确定这种基态,研究人员收集的数据包括由电子 - 正电子碰撞产生的Y(3S)态的底部夸克和反底夸克的组合,反过来,Aγ射线衰减,剩下ηb基态,然后衰变成更多的粒子。这一系列事件每两三千次(Y)(3S)衰变只发生一次,导致研究人员需要收集超过1亿次(3S)的状态碰撞以确保准确测量ηb。基于自旋在夸克相互作用中的作用,ηb中底夸克和底夸克的运动与Y(1S)的运动稍有不同,引入了这些粒子之间微小的不同能量。在Υ(1S)和ηb之间,这种轻微的分离,称为超精细分离,以前在夸克系统中被发现,但是在底夸克系统中首次被观察到。超细分离太小,实验者不得不花费很长时间来确定ηb。巴巴实验物理学物理分析协调员,爱荷华州立大学物理学教授索伦·普赖尔(Solon Pryor)表示,由于底夸克比夸克更重,因此它为理论物理学家提供了一个了解这一现象的更有力的方法。矛盾的是,虽然检测最重的夸克是非常困难的并且测量它(底部夸克是第二个,最重的是顶部夸克),但是可以对强度作用的基本属性进行一些最精确的测量。 ]]来自加拿大,法国,德国,意大利,荷兰,挪威,俄罗斯,西班牙,英国和美国的近74名研究机构的大型国际合作组织,近500名科学家和工程师参加了这个巴巴实验。合作者预计未来几个月内将通过最新的数据收集进一步发表研究成果。 (来源:科学网)

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