Ξ粒子

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粒子物理学中,Ξ粒子是一类由一个较轻的第一代夸克和两个较重的夸克(可以是第二代夸克或第三代夸克)组成的重子。这类粒子因其不稳定性也被称作“级联粒子”(cascade particles)——它们能在极短的时间内通过一系列的衰变转化为较轻的稳定粒子。第一个Ξ粒子于1964年于美国布克海文国家实验室被发现[1]

2007年12月,美国费米实验室公布了在D0实验Ξb粒子费米实验室碰撞探测器(CDF)被发现。该粒子也被称作级联B粒子(cascade B),它是第一个被发现的、由三个不同的夸克(一个下夸克、一个奇夸克及一个底夸克)组成的亚原子粒子。关于Ξb的粒子质量,D0合作组CDF合作组公布的数据有所出入,分别为5.774±0.019 GeV/c25.7929±0.0030 GeV/c2粒子数据组(PDG)中提供的数据为平均值5.7924±0.0030 GeV/c2

除有特别注明,Ξ粒子中非上/下夸克的夸克为奇夸克,所以 Ξ0b 由上夸克、奇夸克、底夸克组成,而 Ξ0bb 由一粒上夸克和两粒底夸克组成。

Ξ粒子列表

收入到此表中的项目缩写及含义:I(同位旋)、J(总角动量)、P(宇称)、Q(电荷)、S (奇异数), C(粲数)、B′(底数)、T(顶数)、B(重子数)、u(上夸克)、d(下夸克)、s(奇夸克)、c(粲夸克)、b(底夸克)和t(顶夸克)等。

各种Ξ粒子对应的反粒子只是组成上简单地由原来的夸克换成反夸克、Q、B、S、C、B′、T几项变为原来的相反数,所以没有收入到此表内。I、J和P中用红色标注的值是由夸克模型推断、未被实验认证的理论值[2][3]

Ξ粒子[4][5][6][7]
粒子 符号 夸克
组成
静质量 (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' 平均寿命 (s) 衰变产物
Xi [8] Ξ0 u s s 1 314.86 ± 0.20 12 12+* 0 −2 0 0 2.90 ± 0.09×10−10 Λ0 + π0
Xi [9] Ξ d s s 1321.31 ± 0.13 12 12+* −1 −2 0 0 (1.639±0.015)×10−10 Λ0 + π
Xi resonance [10] Ξ0(1530) u s s 1 531.80(32) 12 32+ 0 −2 0 0 Ξ

+ π

Xi resonance [10] Ξ(1530) d s s 1 535.0(6) 12 32+ −1 −2 0 0 Ξ

+ π

charmed Xi[11] Ξ+c u s c 2 467.9 ± 0.4 12 12* +* +1 −1 +1 0 (4.42±0.26)×10−13 http://pdg.lbl.gov/2007/tables/bxxxcharm.pdf
charmed Xi[11] Ξ0c d s c 2 471.0 ± 0.4 12 12* +* 0 −1 +1 0 1.12+0.13
−0.10
×10−13
http://pdg.lbl.gov/2007/tables/bxxxcharm.pdf
charmed Xi resonance [11] Ξ′+c u s c 2 575.7±3.1 12 12+ +1 −1 +1 0 Ξ+c + γ (Seen)
charmed Xi resonance [11] Ξ′0c d s c 2 578.0±2.9 12 12+ 0 −1 +1 0 1.1×10−13 Ξ0c + γ (Seen)
double charmed Xi Ξ++cc u c c 12* 12* +* +2 0 +2 0
double charmed Xi[a] [12] Ξ+cc d c c 3 518.9 ± 0.9[c] 12* 12* +* +1 0 +2 0 <3.3×10−14[a] Λ+c + K + π+ [e]
p+ + D+ + K [e]
bottom Xi [13] Ξ0b u s b 5 792 ± 3 12* 12* +* 0 −1 0 −1 1.42+0.28
−0.24
×10−12
[b]
http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s060.pdf
bottom Xi 或
Cascade B [13][14][15]
Ξb d s b 5 792.9 ± 3.0 12* 12* +* −1 −1 0 −1 1.42×10−12 见http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s060.pdf
(Ξ + J/ψ was also seen)
double bottom Xi Ξ0bb u b b 12* 12* +* 0 0 0 −2
double bottom Xi Ξbb d b b 12* 12* +* −1 0 0 −2
charmed bottom Xi Ξ+cb u c b 12* 12* + +1 0 +1 −1
charmed bottom Xi Ξ0cb d c b 12* 12* +* 0 0 +1 −1

[a] 对于该数据现在仍有争议,见参考资料。
[b] 这个实验主要量度底重子蜕变成 a jet containing a same sign Ξ±l± pair的平均寿命. Presumably the mix is mainly Ξb, with some Λb.
^ 标记有该符号的粒子的某些性质未被测量或预测。

参见

参考资料

  1. R. Nave. The Xi Baryon. Hyperphysics. [2009-06-20]. 
  2. C. Amsler et al. (2008): Particle summary tables - Baryons
  3. J. G. Körner et al. (1994)
  4. D0 Collaboration; Abazov, V. Direct observation of the strange b baryon Ξb. 2007. arXiv:0706.1690v2可免费查阅 [hep-ex]. 
  5. Fermilab physicists discover "triple-scoop" baryon. 费米实验室. 2007 [2007-06-14]. 
  6. Back-to-Back b Baryons in Batavia. 费米实验室. 2007 [2007-06-25]. 
  7. Aaltonen, T.; for the CDF Collaboration. Observation and mass measurement of the baryon Xi(b)-. 2007. arXiv:0707.0589可免费查阅 [hep-ex]. 
  8. W.-M. Yao; et al. Particle listings - Neutral Xi (PDF). 《物理学学报G辑》 (Journal of Physics G) (Particle Data Group). 2006, 33 (1) [2008-04-20]. 
  9. W.-M. Yao; et al. Particle listings - Negative Xi (PDF). 《物理学学报G辑》 (Particle Data Group). 2006, 33 (1) [2008-04-20]. 
  10. 10.0 10.1 Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics - Xi(1530) (PDF). [2008-04-20]. 
  11. 11.0 11.1 11.2 11.3 W.-M. Yao; et al. Particle listings - Charmed baryons (PDF). 《物理学学报G辑》 (Particle Data Group). 2006, 33 (1) [2008-04-20]. 
  12. W.-M. Yao; et al. Particle listings - Double charmed positive Xi (PDF). 《物理学学报G辑》 (Particle Data Group). 2006, 33 (1) [2008-04-20]. 
  13. 13.0 13.1 W.-M. Yao; et al. Particle listings - Bottom Xis (PDF). Journal of Physics G (Particle Data Group). 2006, 33 (1) [2008-04-20]. 
  14. V. M. Abazov; et al. Direct observation of the strange b baryon Xi(b)-. 《物理评论快报》 (Physical Review Letters). 2007, 99: 052001 [2008-04-25]. doi:10.1103/PhysRevLett.99.052001. 
  15. T. Aaltonen; et al. Observation and mass measurement of the baryon Xi(b)-. 《物理评论快报》. 2007, 99: 052002 [2008-04-25]. doi:10.1103/PhysRevLett.99.052002. 

外部链接