蔡成丰_夸克模型简介

• 上述情况中只考虑了最轻的三个夸克的组 合，如果包含了更重一点的粲夸克(charm)， 则组合会更复杂，现在已经发现的重子和 介子几乎都能由这四种夸克解释。
• 而对于更重的夸克b和Βιβλιοθήκη Baidu，由于寿命太短，可 能还没来得及形成束缚态已衰变掉。
• 重子和介子的衰变就可以归为夸克的衰变， 例如中子衰变为质子： 实际上是d夸克的衰变： 以及uds构成的 的轻子型衰变： 是由于s夸克衰变：
• 对于由u,d,s组成的重子，一共有3^3=27种 组合方式，其中一种是全反对称的： 构成一个单态。 • 还有10个全对称的态:
• 剩下的16种组合可以分成两组八重态，它 们是混合了对称和反对称：其中两个指标 对称，它们和另一个指标之间反对称。
• 同理，对介子有3x3=9种态，其中有一个单 态 ，而剩下的8个构成八重态。 另外，由于夸克带1/2自旋，复合出来的粒 子有J=0和J=1两种情况：
QFT之夸克模型简介
蔡成丰
夸克模型
• 若考虑一个特定的自旋和宇称： ，发 现有10种粒子，构成一个规则的模式：
• 除了10个粒子一组的规律，还有更多的是8 个粒子一组的。这都源于这些粒子是由夸 克(quark)复合而成的。 • 重子(baryon)是三个夸克组成的束缚态，而 介子(meson)则为一个夸克和一个反夸克组 成。
• 在1970年之前，多数人认为只有u,d,s三种 夸克，除了Glashow在1964年时认为可能存 在第四个夸克，而在70年GIM机制提出，用 于解释为什么实验上没有发现FCNC。这个 机制需要引入第四个夸克，charm夸克。 • GIM机制能够同时解释为什么FCNC被压低， 以及为什么改变两个奇异数的过程也被压 低。
• 对于改变两个奇异数的过程，有K和反K的 转换：
同样的，加上来自charm的贡献后可以显著 抵消来自u的部分。
• 由于s重于d和u很多，d比u稍重，而且s衰变 到d的味道交换中性流(FCNC)是严重压低的， 所以这解释了 这一选择定则的存在， 是由于更重的s(电荷-1/3)总是衰变到u(电荷 +2/3)，比如 和 ，其中前者 存在如下衰变过程，而后者则不存在：
类似的，对于 接发生：
，以下过程无法直
补充说明：GIM机制
• 若只有u,d,s三种夸克，那么强子带电流：
而由这两个算符构造出与中性流的算符：
当Cabbibo角非零时，非对角元给出FCNC。
• GIM机制认为，还有第4个夸克，带电流加 上： 由总的流与其厄米共轭的对易子是对角的， 于是由这一项加上电磁流（也不改变味） 是味对角的，于是不会有树图水平上的 FCNC. 而且在圈水平上的，也能压低：