J/ψ-мезон
J/ψ
-мезон или псион[1] — субатомска честичка, аромо-неутрален мезон кој се состои од волшебен кварк и волшебен антикварк. Мезоните формирани од врзана состојба на волшебен кварк и волшебен антикварк се генерално познати како "шармониум".
J/ψ
е најчестата форма на шармониум, поради нејзината ниска rest mass.
J/ψ
има маса од 3,0969 GeV/c2, just above that of the
η
c (2,9836 GeV/c2), и период на полураспад од 7,2⋅10-21 с. This lifetime was about a илјада пати подолго од очекуваното.[2]
| Состав | c c |
|---|---|
| Статистика | бозонска |
| Заемодејства | силно, слабо, електромагнетна сила, гравитација |
| Симбол | J/ψ |
| Античестичка | самата |
| Откриена | SLAC: Бартон Рихтер и др. (1974) BNL: Семјуел Тинг и др. (1974) |
| Маса | 5,5208⋅10-27 кг 3,096916 GeV/c2 |
| Ел. полнеж | 0 e |
| Спин | 1 |
Нејзиното откривање било направено независно од две истражувачки групи, една од Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), предводена од Бартон Рихтер и една од Брукхејвенската национална лабораторија, предводена од Семјуел Тинг на МИТ. Двете групи откриле дека всушност ја пронашле истата честица и ги објавиле своите откритија на 11 ноември 1974 година. Важноста на ова откритие е истакната со фактот дека последователните, брзи промени во честичната физика во тоа време станаа колективно познати како „Ноемвриска револуција“. Рихтер и Тинг добиле Нобелова награда за физика во 1976 за нивното заедничко откритие.
Потекло
уреди
Основата на откривањето на
J/ψ
била и теоретска и експериментална. Во 1960-тите биле предложени првите кваркови модели на елементарната честична физика, кои велат дека протони, неутрони и сите други бариони и исто така сите мезони се изградени од три видови на фракционално-наполнети честички, "кварковите", кои доаѓаат во три различни типови или "ароми" наречени горни, долни и чудни. Покрај способноста на кварковите модели да доведат ред на "елементарно честичната зоолошка градина", нивниот статус бил сметан за нешто слично на математичка фикција во тоа време, едноставен артефакт од длабоки физички причини.
Започнувајќи во 1969 година, експериментите за длабоки нееластични расфрлања на SLAC откриле изненадувачки експериментални докази за честички внатре во протоните. Дали овие биле кваркови или нешто друго од прва не било познато. Многу експерименти биле потребни за целосно да се идентификуваат својствата на суппротонските компоненти. To a first approximation, тие навистина биле веќе опишаните кваркови.
На теоретскиот фронт, баждарните теории со нерошена симетрија станале првите целосно остварлив contenders за објаснување на слабото заемодејство откако Герард 'т Хофт во 1971 година открил како да се пресмета со нив над ниво на дрвото. Првиот експериментален доказ за овие теории за електрослаба унификација бил откривањето на слабата неутрална струја во 1973 година. Gauge theories со кваркови станале остварлив contender за силното заемодејство во 1973 година кога бил индетификуван концептот на асимптотска слобода.
Сепак, наивна мешавина на електрослабата теорија и кварковиот модел довеле до пресметки за познати режими на распаѓање кои спротивставуваат набљудување: особено it предвиделе Z бозон-mediated flavor-changing распаѓања на чуден кварк во долен кварк, кои не биле забележани. Идејата на Шелдон Глешоу, Џон Илиопулос и Лучано Мајани од 1970 година, позната како механизам ГИМ, покажа дека аромо-changing распаѓања ќе бидат силно потиснати ако има четврти кварк, шарм, кој е поврзан со чудниот кварк. Оваа работа до летото 1974 година довела до теоретски предвидувања за тоа како би изгледал волшебен/антиволшебен мезон. Овие предвидувања биле игнорирани. Работата на Рихтер и Тинг била завршена за други причини, главно за да се истражуваат нови енергетски режими. Во групата од Брукхејвен, Глен Еверхарт, Тери Rhoades, Мин Чен и Улрих Бекер биле првите кои забележале највисока точка на 3.1 GeV in plots стапки на производство. Ова бикло првото признание на "J".
За називот
уредиПоради скоро истоврементото откритие,
J/ψ
е единствената честица со име од две букви. Рихтер ја именувал во "SP", по SPEAR акцелераторот користен од SLAC; меѓутоа, на никој од неговите соработници не му се допаднало името. Откако се консултирал со Леонидас Ресванис за да види кои грчки букви биле сè уште достапни и отфрлајќи го "iota" бидејќи името имплицира безначајност, Рихтер го одбрал "пси" - име кое, како што посочил Герсон Голдхабер, го содржи оригиналното име "SP", но во обратен редослед.[3] Случајно, подоцнежните слики на искрената комора често наликуваа на пси. Тинг на неа го доделил името "J", кое е пред "K", името на веќе познатиот чуден мезон; веројатно од случајност, "J" наликува на кинескиот знак за името на Тинг (丁). J е исто така првата буква од името на најстарата ќерка на Тинг - Џеан.
Бидејќи научната заедница сметала дека е неправедно да се даде предност на еден од двајцата откривачи, повеќе последователни публикации ја споменаа честичката како "
J/ψ
".
Првата возбудена состојба на
J/ψ
била наречена ψ′; сега се нарекува ψ(2S), што ја означува квантната состојба. Следната возбудена состојба била наречена ψ″; сега се нарекува ψ(3770), што означува маса во MeV. Други векторски волшебни-антиволшебни состојби се означуваат слично со ψ и квантната состојба (ако е позната) или масата.[4] "J" не се употребува, бидејќи групата на Рихтер најпрво најде возбудени состојби.
Името шармониум се користи за
J/ψ
и други волшебни-антиболшебни врзани состојби. Ова е по аналогија со позитрониум, што исто така се состои од честичка и нејзина античестичка (електрон и позитрон во случајот на позитрониум).
тТопење на
J/ψ
уреди
Во врело КХД medium, кога температурата е покачена well beyond the Hagedorn temperature,
J/ψ
и нејзината возбуденост се очекува да се топат.[5] Ова е еден од предвидените сигнали за формирањето на кварк-глуоната плазма. Heavy-ion експерименти at CERN's Super Proton Synchrotron и at BNL's Relativistic Heavy Ion Collider го проучувале овој феномен без убедлив резултат од 2009 година. Ова се должи на условот дека исчезнувањата на
J/ψ
мезони се проценува со respect to the baseline provided by the total production на сите шарм субатомски честички што содржат кварк и бидејќи се очекува дека некои
J/ψ
се произведено и/или уништени за време на QGP хадронизација. Така, постои несигурност во преовладувачките услови при почетните судири.
Всушност, наместо потиснување, се очекува зголемена продукција на
J/ψ
[6] во heavy ion experiments at LHC каде механизамот за производство на комбинации на кваркови треба да биде доминантен со оглед на големото изобилство на волшебни кваркови во кварк-глуоната плазма. Покрај
J/ψ
, волшебни Би мезони (
B
c), нудат потпис којпокажува дека кварковите се движат слободно и bind at-will кога се комбинираат за да формираат хадрони.[7][8]
Белешки
уреди- ↑ retrieved 25 September 2014
- ↑ The Royal Swedish Academy of Sciences (18 октомври 1976). "Shared Physics prize for elementary particle". Соопштение за печат. посет. 23 април 2012 г
- ↑ Zielinski, L (8 August 2006). „Physics Folklore“. QuarkNet. Архивирано од изворникот на 2010-05-27. Посетено на 2009-04-13.
- ↑ Roos, M; Wohl, CG; (Particle Data Group) (2004). „Naming schemes for hadrons“ (PDF). Посетено на 2009-04-13.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
- ↑ Matsui, T; Satz, H (1986). „J/ψ suppression by quark-gluon plasma formation“. Physics Letters B. 178 (4): 416–422. Bibcode:1986PhLB..178..416M. doi:10.1016/0370-2693(86)91404-8.
- ↑ Thews, R. L.; Schroedter, M.; Rafelski, J. (2001). „Enhanced J/ψ production in deconfined quark matter“. Physical Review C. 63 (5): 054905. arXiv:hep-ph/0007323. Bibcode:2001PhRvC..63e4905T. doi:10.1103/PhysRevC.63.054905.
- ↑ Schroedter, M.; Thews, R. L.; Rafelski, J. (2000). „Bc-meson production in ultrarelativistic nuclear collisions“. Physical Review C. 62 (2): 024905. arXiv:hep-ph/0004041. Bibcode:2000PhRvC..62b4905S. doi:10.1103/PhysRevC.62.024905.
- ↑ Fulcher, L. P.; Rafelski, J.; Thews, R. L. (1999). „Bc mesons as a signal of deconfinement“. arXiv:hep-ph/9905201.
Извори
уреди- Glashow, S. L.; Iliopoulos, J.; Maiani, L. (1970). „Weak Interactions with Lepton-Hadron Symmetry“. Physical Review D. 2 (7): 1285–1292. Bibcode:1970PhRvD...2.1285G. doi:10.1103/PhysRevD.2.1285.
- Aubert, J.; и др. (1974). „Experimental Observation of a Heavy Particle J“. Physical Review Letters. 33 (23): 1404–1406. Bibcode:1974PhRvL..33.1404A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1404.
- Augustin, J.; и др. (1974). „Discovery of a Narrow Resonance in e+e− Annihilation“. Physical Review Letters. 33 (23): 1406–1408. Bibcode:1974PhRvL..33.1406A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1406.
- Bobra, M. (2005). „Logbook: J/ψ particle“. Symmetry Magazine. 2 (7): 34.
- Yao, W.-M. (Particle Data Group); и др. (2006). „Review of Particle Physics: Naming Scheme for Hadrons“ (PDF). Journal of Physics G. 33: 108. arXiv:astro-ph/0601168. Bibcode:2006JPhG...33....1Y. doi:10.1088/0954-3899/33/1/001.