- 青年拔尖人才說量子與空間(第一輯)
- 北京航空航天大學科學技術研究院組編
- 661字
- 2025-04-17 19:09:26
傳統夸克模型、新強子態的發現
除了由上、下、奇異夸克組成的強子,實驗中還發現了由粲夸克和底夸克組成的強子。在已發現的強子中,粲偶素的數量是最多的,因此粲偶素成為研究強相互作用非常好的載體。組分夸克模型也可以自然地被應用到粲偶素能譜的研究中。根據QCD,夸克之間的相互作用可以唯象地分為兩部分——庫侖勢和線性勢,即著名的康奈爾勢能,它可以成功地描述基態粲偶素和底偶素的能譜。為了描述粲偶素的能譜,著名的Goldfrey-Isgur(G-I)模型被提出,其考慮了自旋-自旋相互作用、自旋-軌道相互作用以及張量勢,不僅能很好地描述大部分粲偶素能譜,而且可以描述由其他味道夸克所組成的強子的能譜,成為研究強子能譜的重要實驗參考。
夸克模型成功地解釋了重子八重態的磁矩,基于夸克模型得到的磁矩非常接近實驗值。夸克模型可以很好地解釋強子的強衰變,如著名的3P0模型解釋了大部分強子強衰變到末態為兩個強子的過程。3P0模型認為強子的強衰變是由真空中激發的一對正反夸克與組成初始強子的夸克重組形成一對新的強子的過程。夸克模型也被用來研究強子的輻射衰變以及弱衰變過程,對認識強子的內部結構起到了非常重要的作用。
世界上大型對撞機的運行為研究強子提供了新的機遇,實驗中發現了一些具有里程碑意義的奇特強子態。比如,2003年,日本的Belle 實驗室首次發現的類粲偶素X(3872)是最早被發現也是最重要的奇特強子態之一。X(3872)的命名表明物理學家對于它的內部結構還不太清楚,括號里的數字代表它的質量為3872MeV。2007年,Belle合作組首次發現由4個夸克構成的態,即四夸克態的候選者;2015年,LHCb合作組首次發現由5個夸克組成的態,即五夸克態的候選者。