[科普中國(guó)]-粲夸克

粲夸克（Charm quark）屬于基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型中的六類(lèi)夸克（上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克、底夸克）之一，符號(hào)為c。其反粒子稱(chēng)為反粲夸克。

簡(jiǎn)介粲夸克（Charm quark）屬于基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型中的六類(lèi)夸克（上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克、底夸克）之一，符號(hào)為c。其反粒子稱(chēng)為反粲夸克。

粲夸克在夸克里第三重，質(zhì)量為1.25GeV左右（比質(zhì)子稍微重一點(diǎn)），電荷為（2/3）e，自旋1/2。粲夸克是由在1970年由謝爾登·格拉肖和李爾普羅斯和盧西恩·梅安尼預(yù)測(cè)，而粲夸克和它的反粒子可以構(gòu)成J/ψ介子，J/ψ介子在1974年由布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的丁肇中和斯坦福線(xiàn)形加速器中心的伯頓·里克特分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的。這在粒子物理歷史上稱(chēng)為“十一月革命”。1

基本粒子在粒子物理學(xué)中，基本粒子是組成物質(zhì)最基本的單位。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)未知，所以也無(wú)法確認(rèn)是否由其它更基本的粒子所組成。隨著物理學(xué)的不斷發(fā)展，人類(lèi)對(duì)物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時(shí)間也有所變化。目前在標(biāo)準(zhǔn)模型理論的架構(gòu)下，已知的基本粒子可以分為費(fèi)米子（包含夸克和輕子）以及玻色子（包含規(guī)范玻色子和希格斯粒子）。由兩個(gè)或更多基本粒子所組成的則稱(chēng)作復(fù)合粒子。

我們?nèi)粘Ｉ钪械奈镔|(zhì)由原子所組成。過(guò)去原子被認(rèn)為是基本粒子，原子（atom）這個(gè)詞來(lái)自希臘語(yǔ)中“不可切分的”。直到約1910年以前，原子的存在與否仍存在爭(zhēng)議，一些物理學(xué)家認(rèn)為物質(zhì)是由能量所組成，而分子不過(guò)是數(shù)學(xué)上的一種猜想。之后，原子核被發(fā)現(xiàn)是由質(zhì)子和中子所構(gòu)成。20世紀(jì)前、中期的基本粒子是指質(zhì)子、中子、電子、光子和各種介子，這是當(dāng)時(shí)人類(lèi)所能探測(cè)的最小粒子。隨著實(shí)驗(yàn)和量子場(chǎng)論的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子、介子發(fā)現(xiàn)是由更基本的夸克和膠子所組成。同時(shí)人類(lèi)也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了性質(zhì)和電子類(lèi)似的一系列輕子，還有性質(zhì)和光子、膠子類(lèi)似的一系列規(guī)范玻色子。這些是現(xiàn)代的物理學(xué)所理解的基本粒子。1

J/ψ介子J/ψ介子是一種次原子粒子，屬于介子，由一枚粲夸克和一枚反粲夸克組成。它是由粲夸克和反粲夸克組成的次原子粒子當(dāng)中第一個(gè)激發(fā)態(tài)。它的質(zhì)量為3096.9兆電子伏特/c2，平均壽命為7.2*10-21秒。

兩個(gè)互相之間獨(dú)立的研究組分別首次發(fā)現(xiàn)了J/ψ介子。其中一個(gè)組是伯頓·里克特領(lǐng)導(dǎo)的史丹佛直線(xiàn)加速器中心，另一個(gè)組是麻省理工學(xué)院丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的布魯克黑文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。他們得知彼此發(fā)現(xiàn)了同一粒子，并同時(shí)于1974年11月11日發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)后粒子物理學(xué)發(fā)生了巨大的改變，這個(gè)改變有時(shí)也被稱(chēng)為“十一月革命”。1976年，里克特和丁肇中因?yàn)檫@個(gè)發(fā)現(xiàn)分享諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1

粒子物理學(xué)粒子物理學(xué)是研究組成物質(zhì)和射線(xiàn)的基本粒子以及它們之間相互作用的一個(gè)物理學(xué)分支。由于許多基本粒子在大自然的一般條件下不存在或不單獨(dú)出現(xiàn)，物理學(xué)家只有使用粒子加速器在高能相撞的條件下才能生產(chǎn)和研究它們，因此粒子物理學(xué)也被稱(chēng)為高能物理學(xué)。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)