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15t頂夸克top+2/3176b底夸克bottom-1/3 【查看更多】

美國費米國家加速器實驗室于2008年8月宣布，在對撞實驗中發現一種新型粒子--歐米伽b重子，這是迄今為止物理學界發現的質量最大的重子．這一發現也證實夸克模型是成功的．
1961年，理論物理學家提出夸克模型，指出重子是由3個夸克組成的亞原子粒子．現代物理學認為，夸克共分6種3類：上夸克、下夸克；粲夸克、奇異夸克；頂夸克、底夸克（如下表）．質子由兩個上夸克加一個下夸克組成，而中子的構成是兩個下夸克加一個上夸克，因此人類目前所接觸的物質都是由第一類夸克組成的．此次對撞實驗發現的新型粒子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成．這是物理學界首次發現由后兩類夸克混合組成的重子．注：1G=10⁹

符號	中文名稱	英文名稱	帶電量（e）	質量（GeV/c²）
u	上夸克	up	+2/3	0.004
d	下夸克	down	-1/3	0.008
c	粲夸克	charm	+2/3	1.5
s	奇異夸克	strange	-1/3	0.15
t	頂夸克	top	+2/3	176
b	底夸克	bottom	-1/3	4.7

根據以上信息可以判定（　�。�

A、歐米伽b重子的帶電量為-e

B、歐米伽b重子的質量是質子質量的250倍

C、歐米伽b重子的質量是中子質量的250倍

D、質量單位GeV/c²可由質能方程E=mc²得知1 GeV/c²=1.78×10^-27 kg

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（1）（6分）按照現代的粒子理論，可以將粒子分為三大類：媒介子、輕子和強子，質子和中子屬于強子。強子是由更基本的粒子——夸克組成。根據夸克理論，夸克有6種，它們是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和頂夸克。它們的帶電荷量分別為±或±，電荷量e為元電荷。已知一個質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，一個中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。則下列說法不正確的是（填正確答案標號。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）

A．上夸克的電荷量為＋

B．下夸克的電荷量為－

C．上夸克的電荷量為－

D．下夸克的電荷量為＋

E．上夸克的電荷量為＋

（2）（9分）如圖所示，兩塊厚度相同的木塊A、B，緊靠著放在光滑的水平面上靜止不動，其質量分別為m_A=2kg、m_B=1kg，它們的下表面光滑，上表面粗糙。另有質量為m_C=1kg的鐵塊C（長度不計）以v₀=10m/s的速度從木塊A的上表面左端開始運動。由于摩擦，鐵塊C最終停在木塊B上，此時木塊B和鐵塊C的共同速度為v=3m/s。設鐵塊C與木塊A、B上表面之間的動摩擦因數均為μ=0.5。重力加速度g=10m/s²。則：①鐵塊C離開木塊A時的速度為多少？②木塊A 的最終速度為多少？③木塊A的長度為多少？④鐵塊C在木塊B上相對B滑行的距離為多少？

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2008年9月10日歐洲大型強子對撞機順利啟動，其中一項重要任務是幫助科學家尋找標準模型中的基本粒子--希格斯玻色子，標準模型預言了宇宙中所有的62種基本粒子，并描述了支配其交互作用的法則，夸克即是其中之一，1995年3月2日，美國費米實驗室向全世界宣布，他們證實了頂夸克的存在．中子內有一個上夸克和兩個電荷量為-

1

3

e的下夸克，其簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1所示．則中子內上夸克的電荷量為

．圖2給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是

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（25分）1995年，美國費米國家實驗室CDF實驗組和DO實驗組在質子反質子對撞機TEVATRON的實驗中，觀察到了頂夸克，測得它的靜止質量，壽命，這是近十幾年來粒子物理研究最重要的實驗進展之一．
    1．正、反頂夸克之間的強相互作用勢能可寫為，式中是正、反頂夸克之間的距離，是強相互作用耦合常數，是與單位制有關的常數，在國際單位制中．為估算正、反頂夸克能否構成一個處在束縛狀態的系統，可把束縛狀態設想為正反頂夸克在彼此間的吸引力作用下繞它們連線的中點做勻速圓周運動．如能構成束縛態，試用玻爾理論確定系統處于基態中正、反頂夸克之間的距離．已知處于束縛態的正、反夸克粒子滿足量子化條件，即

式中為一個粒子的動量與其軌道半徑的乘積，為量子數，為普朗克常量．
    2．試求正、反頂夸克在上述設想的基態中做勻速圓周運動的周期．你認為正、反頂夸克的這種束縛態能存在嗎?

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（25分）1995年，美國費米國家實驗室CDF實驗組和DO實驗組在質子反質子對撞機TEVATRON的實驗中，觀察到了頂夸克，測得它的靜止質量，壽命，這是近十幾年來粒子物理研究最重要的實驗進展之一．
    1．正、反頂夸克之間的強相互作用勢能可寫為，式中是正、反頂夸克之間的距離，是強相互作用耦合常數，是與單位制有關的常數，在國際單位制中．為估算正、反頂夸克能否構成一個處在束縛狀態的系統，可把束縛狀態設想為正反頂夸克在彼此間的吸引力作用下繞它們連線的中點做勻速圓周運動．如能構成束縛態，試用玻爾理論確定系統處于基態中正、反頂夸克之間的距離．已知處于束縛態的正、反夸克粒子滿足量子化條件，即

式中為一個粒子的動量與其軌道半徑的乘積，為量子數，為普朗克常量。
    2．試求正、反頂夸克在上述設想的基態中做勻速圓周運動的周期．你認為正、反頂夸克的這種束縛態能存在嗎？