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2015-06-01物理粒子大突破!揭露稀有粒子衰變 546 期

Author 作者 編輯部
若以最佳例子理論模型來估算,Bs0粒子至雙緲子的衰變作用,在每十億次的衰變作用中只會發生四次,極為稀少。

大強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC)計畫旗下兩實驗組緊湊緲子螺管探測器實驗(Compact Muon Solenoid, CMS)與底夸克實驗(Large Hadron Collider beauty, LHCb)於2015年5月13日共同宣布確認發現此衰變作用!其中有24位是來自臺灣大學與中央大學的研究人員。

在粒子物理中,Bs0和B0都是介子。Bs0是由一顆奇夸克(s)與一顆反底夸克(b)組成;B0是由一顆下夸克(d)與一顆反底夸克(b)組成。這兩種粒子是藉著極高能量作用綁在一起次原子粒子,且大小比原子還小上許多。這些粒子只能在粒子加速器中,或在自然界中的宇宙線交互作用之高能對撞中產生。

LHC團隊從2011年開始觀察B介子衰變現象。在2013年時,CMS和LHCb兩個實驗組,都各自公布B介子實驗結果,雖兩者實驗結果相近,但因各自資料量過小,導致精確度不足。

CMS召集人為臺大物理系教授陳凱風,他在去年發想將CMS與LHCb兩實驗組的資料跨組統合,一年內將龐大數據匯集完成,成功的揭露粒子衰變現象。


夸克
構成物質的基本粒子,目前所知有六種。每個夸克都有成對的反夸克(電荷正負號相反)。自旋數皆為1/2。

介子
由一個夸克與一個反夸克所組成的強子。例如:Bs0是由一顆奇夸克(S)與一顆反底夸克(b)組成,為不帶電的介子。


緲子
屬於輕子。這種基本粒子電荷為-1、自旋為1/2,非常不穩定,且會通過弱交互作用發生衰變。反緲子(µ+)是帶一個單位的正電荷。質量、自旋等性質與緲子(µ-)完全相同,又叫做正緲子。

 


CMS Collaboration & LHCb Collaboration, Observation of the rare Bs0→µ+µ-decay from the combined analysis of CMS and LHCb data, Nature, 2015/5/13.

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