グザイ粒子

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グザイ粒子(グザイりゅうし)とは、素粒子物理学においてバリオンに分類されるハドロンの一種である。1つのアップクォークまたはダウンクォークおよびそれより重い2つのクォークから構成される複合粒子である。

概略[編集]

グザイ粒子は、その不安定な状態からカスケード粒子とも呼ばれ、直ちに崩壊鎖を通じてより軽い粒子に崩壊する。1964年ブルックヘブン国立研究所で初めて発見されたとされているが[1]、それ以前の1954年クライド・カワンによって発見されたとする記述もある[2]

Ξ
b
 
は、カスケードb粒子とも呼ばれ、3世代のクォークを全て含む。フェルミ国立加速器研究所のD0及びCDF実験によって発見され、2007年6月12日に公表された。3世代全てのクォークからなる粒子が発見されたのは初めてで、ダウンクォーク、ストレンジクォークボトムクォークから構成されていた。D0のグループは 5.774±0.019 GeVc2 という質量を測定したが、CDFのグループは 5.7929±0.0030 GeVc2 という質量を測定した。この2つの測定値はお互いに矛盾しているが、パーティクルデータグループworld average mass は、5.7924±0.0030 GeVc2 の値を採用している。明示されない場合には、アップクォークとダウンクォーク以外のクォークはストレンジクォークであるが、Ξ
b
 
はアップクォーク1つ、ストレンジクォーク1つとボトムクォーク1つからなり、Ξ0
bb
 
は1つのアップクォークと2つのボトムクォークからなる。

また、2017年7月6日にはCERNLHC3621 MeVc2 の質量を持つΞ++
cc
 
という粒子が合成されたと発表された[3][4][5][6][7][8]。今回の実験では、Ξ+
cc
 
の合成の再現実験にも取り組んだが、過去の実験の再現には至らなかった[9][10]

リスト[編集]

グザイ粒子[11][12][13][14]
粒子 記号 クォーク組成 静止質量
MeV/c2
アイソスピン
I
スピンパリティ
JP
Q S C B 半減期
s
崩壊
グザイ[15] Ξ0 uss 1314.86±0.20 12 12+* 0 −2 0 0 (2.90±0.09)×10−10 Λ0 + π0
グザイ[16] Ξ dss 1321.31±0.13 12 12+* −1 −2 0 0 (1.639±0.015)×10−10 Λ0 + π
共鳴グザイ[17] Ξ0(1530) uss 1531.80(32) 12 32+ 0 −2 0 0 Ξ + π
共鳴グザイ[17] Ξ(1530) dss 1535.0(6) 12 32+ −1 −2 0 0 Ξ + π
チャームグザイ[18] Ξ+
c
 
usc 2467.9±0.4 12 12* +* +1 −1 +1 0 (4.42±0.26)×10−13 Xi Decay Modes (PDF)
チャームグザイ[18] Ξ0
c
 
dsc 2471.0±0.4 12 12* +* 0 −1 +1 0 1.12+0.13
−0.10
×10−13
Xi Decay Modes (PDF)
共鳴チャームグザイ[18] Ξ'+
c
 
usc 2575.7±3.1 12 12+[† 1] +1 −1 +1 0 Ξ+
c
 
+ γ
共鳴チャームグザイ[18] Ξ'0
c
 
dsc 2578.0±2.9 12 12+[† 1] 0 −1 +1 0 1.1×10−13 Ξ0
c
 
+ γ
ダブルチャームグザイ[5] Ξ++
cc
 
ucc 3621.40 ± 0.72 ± 0.27 ± 0.14 12* 12* +* +2 0 +2 0 Λ+
c
 
+ K + π+ + π+
ダブルチャームグザイ[a][19] Ξ+
cc
 
dcc 3518.9±0.9[c] 12* 12* +* +1 0 +2 0 3.3×10−14[a] Λ+
c
 
+ K + π+[e]または
p+ + D+ + K[e]
ボトムグザイ[20] Ξ0
b
 
usb 5792±3 12* 12* +* 0 −1 0 −1 1.42+0.28
−0.24
×10−12[b]
Xi Decay Modes (PDF)
ボトムグザイまたはカスケードB[20][11][14] Ξ
b
 
dsb 5792.9±3.0 12* 12* +* −1 −1 0 −1 1.42×10−12 Xi Decay Modes (PDF)
+ J/ψ)
ダブルボトムグザイ[† 1] Ξ0
bb
 
ubb 12* 12* +* 0 0 0 −2
ダブルボトムグザイ[† 1] Ξ
bb
 
dbb 12* 12* +* −1 0 0 −2
チャームボトムグザイ[† 1] Ξ+
cb
 
ucb 12* 12* + +1 0 +1 −1
チャームボトムグザイ[† 1] Ξ0
cb
 
ucb 12* 12* +* 0 0 +1 −1
  1. ^ a b c d e f †印の粒子は観測も検出もされていない。

脚注[編集]

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  1. ^ R. Nave. “The Xi Baryon”. Hyperphysics. 2009年6月20日閲覧。
  2. ^ ブリタニカ百科事典
  3. ^ “The LHCb experiment is charmed to announce observation of a new particle with two heavy quarks” (プレスリリース), CERN, (2017年7月6日), https://press.cern/press-releases/2017/07/lhcb-experiment-charmed-announce-observation-new-particle-two-heavy-quarks 2017年7月12日閲覧。 
  4. ^ Corinne Pralavorio (2017年7月6日), “LHCb announces a charming new particle” (プレスリリース), CERN, https://home.cern/about/updates/2017/07/lhcb-announces-charming-new-particle 2017年7月12日閲覧。 
  5. ^ a b LHCb Collaboration (2017年7月6日). “Observation of the doubly charmed baryon Ξ++
    cc
     
    ”. arXiv:1707.01621v1 [hep-ex].
     
  6. ^ Chang, Kenneth (2017年7月6日). “CERN Physicists Find a Particle With a Double Dose of Charm” (en-US). The New York Times. ISSN 0362-4331. OCLC 1645522. https://www.nytimes.com/2017/07/06/science/cern-quarks-charm-baryon.html 2017年7月12日閲覧。 
  7. ^ Ryan F. Mandelbaum (2017年7月6日). “New Particle Discovery Reignites Decade-Old Physics Controversy” (en-US). GIZMODO. http://gizmodo.com/new-particle-discovery-reignites-decade-old-physics-con-1796684425 2017年7月12日閲覧。 
  8. ^ “2つのチャームクォークを持つ新バリオン「Ξcc++」を初めて発見したとCERNが発表”. GIGAZINE (株式会社OSA). (2017年7月7日). http://gigazine.net/news/20170707-xi-cc-double-plus/ 2017年7月12日閲覧。 
  9. ^ 福田ミホ (2017年7月10日). “チャーミングな粒子をCERNが発見、物理学の標準理論に修正を迫るか”. ギズモード・ジャパン. http://www.gizmodo.jp/2017/07/particle-new-charming-discovery-cern.html 2017年7月12日閲覧。 
  10. ^ SELEX Collaboration (3 November 2005). “Confirmation of the doubly charmed baryon Ξ+
    cc
     
    (3520) via its decay to pD+K”. Physics Letters B 628 (1–2): 18-24. doi:10.1016/j.physletb.2005.09.043.
     
  11. ^ a b D0 Collaboration; Abazov, V. (2007年8月31日). “Direct observation of the strange b baryon Ξ
    b
    ”. arXiv:0706.1690v3 [hep-ex]. doi:10.1103/PhysRevLett.99.052001.
     
  12. ^ “Fermilab physicists discover "triple-scoop" baryon” (プレスリリース), Fermilab, (2007年6月13日), http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/Dzero_baryon.html 2007年6月14日閲覧。 
  13. ^ “Back-to-Back b Baryons in Batavia” (プレスリリース), Fermilab, (2007年6月25日), http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/backtobackBaryons.html 2007年6月25日閲覧。 
  14. ^ a b Aaltonen, T.; for the CDF Collaboration (2007年7月30日). “Observation and mass measurement of the baryon Xi(b)-”. arXiv:0707.0589v2 [hep-ex]. doi:10.1103/PhysRevLett.99.052002. 
  15. ^ W.-M. Yao et al. (2006). “Particle listings - Neutral Xi”. J. Phys. G (Particle Data Group) 33 (1). ISSN 0954-3899. OCLC 860598860. http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s023.pdf. 
  16. ^ W.-M. Yao et al. (2006). “Particle listings - Negative Xi”. J. Phys. G (Particle Data Group) 33 (1). ISSN 0954-3899. OCLC 860598860. http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s022.pdf. 
  17. ^ a b Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics - Xi(1530)”. 2008年4月20日閲覧。
  18. ^ a b c d W.-M. Yao et al. (2006). “Particle listings - Charmed baryons”. Journal of Physics G (Particle Data Group) 33 (1). http://pdg.lbl.gov/2007/tables/bxxxcharm.pdf. 
  19. ^ W.-M. Yao et al. (2006). “Particle listings - Double charmed positive Xi”. Journal of Physics G (Particle Data Group) 33 (1). http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s065.pdf. 
  20. ^ a b W.-M. Yao et al. (2006). “Particle listings - Bottom Xis”. Journal of Physics G (Particle Data Group) 33 (1). http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s060.pdf. 

外部リンク[編集]