簡介
Υ介子(ϒ)是一種由底夸克和它的反粒子構成的無味的介子。它由費米國立加速器實驗室的E288協作於1977年發現,領導者為1988年諾貝爾物理學獎得主利昂·萊德曼。這也是第一種被發現的含有底夸克的離子,因為它最輕,生成時不需要其他大質量的離子。它的平均壽命為1.21×10 s,質量約為9.46GeV/ c。
底夸克
底夸克是帶有電荷−1⁄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(約為4.2GeV/ c2,稍微多過質子質量的四倍),而且CKM矩陣的元素 V與 V的數值很小,因此底夸克擁有獨特的標籤。當做實驗時,使用一種稱為底貼簽的技術,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實驗、Belle實驗與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,物理學者小林誠與益川敏英預言底夸克的存在。海姆·哈拉里在1975年將這粒子命名為底夸克。費米實驗室的利昂·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。由於“發現對稱性破缺的來源,並預測了至少三大類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。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。
反粒子
反粒子是相對於正常粒子而言的,它們的質量、壽命、自旋都與正常粒子相同,但是所有的內部相加性量子數(比如電荷、重子數、奇異數等)都與正常粒子大小相同、符號相反。有一些粒子的所有內部相加性量子數都為0,這樣的粒子叫做純中性粒子,反粒子就是它本身,比如光子、π介子等。並不是粒子物理學中的每種粒子都有這種意義上的反粒子,中微子就沒有反粒子,反中微子的定義與此不同。
反粒子的概念首先是1928年由英國物理學家狄拉克在他的空穴理論中提出的。1932年在宇宙射線中發現了正電子,證實了狄拉克的預言。1956年美國物理學家歐文·張伯倫(Owen Chamberlain)在勞倫斯-伯克利國家實驗室發現了反質子。進一步的研究發現,狄拉克的空穴理論對玻色子不適用,因而不能解釋所有的粒子和反粒子。根據量子場論,粒子被看作是場的激發態,而反粒子就是這種激發態對應的復共軛激發態。
參見
•Oops-Leon,1976年時錯誤報導的一種質量更輕的相似粒子。
•夸克偶素,由夸克和相應的反夸克形成的偶素。
•φ粒子是奇夸克的類似態。
•J/ψ粒子是粲夸克的類似態。