美物理学家首次测出底偶素家族能量最低粒子
时间:2017-12-08

  科学与发展网络(SciDev.Net) - 美国物理学家首先发现了亚细胞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。首次在SLAM DOE能源部(DOE)负责协同BaBar实验的国际合作组织首次发现并测量了次白云石家族中最低能量的粒子B.这一激动人心的开创性成就将会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,这是系统随时想要的最低能量级别,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b可以被激发到不同的高能态,从第一激发态Y(1S)到更高的能态如(2S)和Upsilon(3S)。

  为了确定基态,研究人员收集的数据包括由正负电子碰撞产生的Upsilon(3S)状态下的底部夸克和反底夸克的组合,反过来导致Ray衰变,离开基态b,然后衰变成更多的粒子。这一系列事件每两秒或三分之三秒发生一次,导致研究人员需要在Upsilon(3S)状态下收集超过1亿次碰撞,以确保b的准确测量。

  根据自旋在夸克相互作用中的作用,b中底部夸克和底部夸克的运动与(1S)中的稍微不同,引入了这些粒子之间微小的不同能量。在...之间; (1S)和b,这种轻微的分离,被称为超精细分离,以前在夸克系统中被发现,但是第一次被观察到底夸克系统。超细分离太小,实验者不得不花费太长的时间来确认发现b。

  巴巴实验物理学的物理分析协调员,爱荷华州立大学物理学教授索伦特·普赖尔(Sorrent Pryor)说,由于底夸克比夸克更重,因此它给理论物理学家一个更有力的理解这种现象的途径。矛盾的是,虽然很难检测到最重的夸克并对其进行测量(底夸克是第二个,最重的是顶夸克),但是可以对强力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个研究机构的大型国际合作组织,近500位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。