超越標準模型

輕子夸克(leptoquark)

/ LEP-toh-kwork /

在標準模型裡,夸克和輕子是兩個互不相犯的等級,從不直接相互轉化:夸克始終是夸克,電子始終是輕子,二者之間的界線從不被跨越。輕子夸克是一種假想的新粒子,它會橫跨那條界線——一個同時帶著夸克的色荷和某種輕子身份的粒子,能夠吞下一個夸克、吐出一個輕子,反之亦然。它實際上是一道門,通往自然界看似嚴守隔絕的那兩個家族之間。

這樣的粒子,是那些把夸克和輕子統一起來的理論的自然預言,許多大統一理論都包含它,因為一旦兩個家族共享一個更深的家,把它們連起來的粒子就幾乎不可避免。輕子夸克會很重,並像夸克一樣帶分數電荷;在對撞機裡它可以被造出,然後衰變成一個夸克加一個輕子,例如一束強子噴注與一個電子或一個 τ 子反向反衝。它的質量、以及它與各代耦合的強弱,都是必須由實驗釘死的自由參數。

輕子夸克近來重新引起關注,是因為「味反常」——少數幾項關於某些介子衰變到電子與衰變到 μ 子相對頻率的測量,曾偏離了標準模型的預言,而一個輕子夸克可以優雅地解釋它。但誠實的告誡是:隨著數據累積,那些最惹眼的反常中有一些又退回到了標準模型附近,於是這個理由變弱了。直接的對撞機搜尋也沒找到輕子夸克,並給它的質量設了下限。它仍是一個被關注、卻尚未被證實的可能。

一個迄今重到躲過探測的輕子夸克,仍可能留下指紋:它或許會微妙地改變 B 介子衰變到 μ 子與衰變到電子的相對頻率,而這正是那種一度讓輕子夸克走紅的「味反常」。

輕子夸克會把夸克變成輕子——一座連接兩個家族的橋。

曾激起人們對輕子夸克興趣的若干味反常,隨著數據增多已退回到標準模型附近;輕子夸克仍是一個尚未被證實的假說,而非一項發現。

又稱
LQlepto-quark轻子夸克輕子夸克