B介子(英語:B meson)是一種含有反底夸克的介子。B介子可細分成四種,按介子中的另一種夸克而定:B+含有上夸克,B0含有下夸克,B0s含有奇夸克,而B+c則含有魅夸克。由於頂夸克的壽命實在太短,所以一般認為反底夸克不能與頂夸克生成介子。而底夸克與反底夸克這個組合不是B介子,是底夸克偶素,當中最有名的是Υ介子。
每一種B介子都有其對應的反粒子,內含底夸克及各種反夸克,分別為反上夸克(B−)、反下夸克(B0)、反奇夸克(B0s)及反魅夸克(B−c)。
B介子列表
粒子 | 符號 | 反粒子 | 內含 夸克 |
電荷 | 同位旋(I) | 自旋及宇稱(JP) | 靜止質量 (MeV/c2) |
S | C | B' | 平均壽命(s) | 一般衰變產物 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
B介子 | B+ | B− | ub | +1 | 1⁄2 | 0− | 279.15±0.31 5 | 0 | 0 | +1 | ±0.011)×10−12 (1.638 | 見http://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-tab-mesons-bottom.pdf |
B介子 | B0 | B0 | db | 0 | 1⁄2 | 0− | 279.53±0.33 5 | 0 | 0 | +1 | ±0.009)×10−12 (1.530 | 見http://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-tab-mesons-bottom.pdf |
奇B介子 | B0s | B0s | sb | 0 | 0 | 0− | 366.3±0.6 5 | −1 | 0 | +1 | +0.027 −0.026×10−12 1.470 |
見http://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-tab-mesons-bottom-strange.pdf |
粲B介子 | B+c | B−c | cb | +1 | 0 | 0− | ±4 6276 | 0 | +1 | +1 | ±0.07)×10−12 (0.46 | 見http://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-tab-mesons-bottom-charm.pdf |
B–B振蕩
中性的B介子(B0及B0s)能自發地變換成對應的反粒子,還能夠再變換成原來的粒子。這個現象叫做味振蕩。中性B介子振蕩的存在,是粒子物理學標準模型的一項基本預測。測量結果指出B0–B0系統的振蕩量約為0.496 ps−1[1],而費米實驗室的CDF實驗測量到B0s–B0s系統的Δms = 17.77±0.10(統計誤差)±0.07(系統誤差) ps−1[2]。最早的B0s–B0s系統上下限值是由費米實驗室的另一個項目DØ實驗所估算的[3]。
在2006年9月25日,費米實驗室對外宣布說他們發現了之前由理論所預測的Bs介子振蕩[4]。根據實驗室的新聞稿:
費米實驗室之前就發現了底夸克(1977年)和頂夸克(1995年),這次在第二次運轉的首項大發現延續了那裏粒子發現的傳統。但是令人驚奇的是,Bs的奇異變化竟然是由基本粒子與交互作用的標準模型所預測的。這次振蕩變化的發現,因此又再一次證實了標準模型的能耐...
CDF物理學家之前就測量過Bs介子的物質-反物質變換率,當中包括了被強核力綁在反奇夸克上的重底夸克。現在他們已經達到了粒子物理學的發現標準,也就是說虛假觀測的機率需在一千萬分之五以下。而CDF結果的虛概機率比標準還要小,為一億分之八(8/100,000,000)。
《芝加哥論壇報》的羅納德·科圖拉克(Ronald Kotulak)在文章中說這粒子很「奇怪」,並指出這介子與「反物質陰森領域」的已知交互作用,可能會「開啟物理學新紀元的門」[5]。
在2010年5月20日,費米國家加速器實驗室的物理學家有報告指出,振蕩衰變成物質的機率,比衰變成反物質的高1%,這個機率差可能解釋到為甚麼可見宇宙中物質要比反物質要多很多。最近在LHCb有新的實驗結果,他們的數據樣本比費米實驗室的大,然而結果與標準模型的預測相差無幾[6]。
參考資料
- ↑ http://repository.ubn.ru.nl/bitstream/2066/26242/[失效連結]
- ↑ A. Abulencia et al. (CDF Collaboration). Observation of B0s–B0s Oscillations. Physical Review Letters. 2006, 97 (24): 242003. Bibcode:2006PhRvL..97x2003A. arXiv:hep-ex/0609040 . doi:10.1103/PhysRevLett.97.242003.
- ↑ V.M. Abazov et al. (D0 Collaboration). Direct Limits on the Bs0 Oscillation Frequency (PDF). Physical Review Letters. 2006, 97 (2): 021802 [2012-08-06]. Bibcode:2006PhRvL..97b1802A. arXiv:hep-ex/0603029 . doi:10.1103/PhysRevLett.97.021802.
- ↑ It might be…It could be…It is!!! (新聞稿). Fermilab. 2006-09-25 [2007-12-08].
- ↑ R. Kotulak. Antimatter discovery could alter physics: Particle tracked between real world, spooky realm. Deseret News. 2006-09-26 [2007-12-08].
- ↑ Article on LHCb results. [2012-08-06].