[科普中国]-Υ介子

Υ介子（ϒ）是一种由底夸克和它的反粒子构成的无味的介子。它由费米国立加速器实验室的E288协作于1977年发现，领导者为1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼。这也是第一种被发现的含有底夸克的离子，因为它最轻，生成时不需要其他大质量的离子。

简介Υ介子（ϒ）是一种由底夸克和它的反粒子构成的无味的介子。它由费米国立加速器实验室的E288协作于1977年发现，领导者为1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼。这也是第一种被发现的含有底夸克的离子，因为它最轻，生成时不需要其他大质量的离子。它的平均寿命为1.21×10-20s，质量约为9.46GeV/c2。1

底夸克底夸克是带有电荷−1⁄3e的 第三代夸克，又称为美夸克。虽然量子色动力学描述每一种夸克的方法都很类似，由于底夸克带有很大的裸质量（约为4.2GeV/c2，稍微多过质子质量的四倍)，而且CKM矩阵的元素Vub与Vcb的数值很小，因此底夸克拥有独特的标签。当做实验时，使用一种称为底贴签的技术，可以很容易地辨识出它的踪迹。由于CP破坏涉及到三代的夸克，因此研究CP破坏比较合适使用的粒子是含有底夸克的介子。BaBar实验、Belle实验与LHCb实验都正在进行这类实验。

几乎所有顶夸克的衰变都会产生底夸克，希格斯玻色子的衰变也常会产生底夸克。1973年，为了解释CP破坏，物理学者小林诚与益川敏英预言底夸克的存在。海姆·哈拉里在1975年将这粒子命名为底夸克。费米实验室的利昂·莱德曼研究团队于1977年做通过粒子碰撞实验制成底夸克偶素，从而发现底夸克。由于“发现对称性破缺的来源，并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在”，小林诚与益川敏英荣获2008年诺贝尔物理学奖。有一些学者称底夸克为“美夸克”，但至今为止，“底夸克”仍旧是最常用的名称。1

反粒子反粒子是相对于正常粒子而言的，它们的质量、寿命、自旋都与正常粒子相同，但是所有的内部相加性量子数（比如电荷、重子数、奇异数等）都与正常粒子大小相同、符号相反。有一些粒子的所有内部相加性量子数都为0，这样的粒子叫做纯中性粒子，反粒子就是它本身，比如光子、π介子等。并不是粒子物理学中的每种粒子都有这种意义上的反粒子，中微子就没有反粒子，反中微子的定义与此不同。

反粒子的概念首先是1928年由英国物理学家狄拉克在他的空穴理论中提出的。1932年在宇宙射线中发现了正电子，证实了狄拉克的预言。1956年美国物理学家欧文·张伯伦（Owen Chamberlain）在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子。进一步的研究发现，狄拉克的空穴理论对玻色子不适用，因而不能解释所有的粒子和反粒子。根据量子场论，粒子被看作是场的激发态，而反粒子就是这种激发态对应的复共轭激发态。1

参见Oops-Leon，1976年时错误报道的一种质量更轻的相似粒子。

夸克偶素，由夸克和相应的反夸克形成的偶素。

φ粒子是奇夸克的类似态。

J/ψ粒子是粲夸克的类似态。

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学