强子与夸克模型

K 介子(kaon)

/ KAY-on /

1940 年代末,物理学家最初研究宇宙线时,不断发现一些行为古怪的粒子:它们很容易被产生,却在衰变前活得比预期长得多。这种行为如此令人费解,于是这种新性质干脆被命名为「奇异性」。携带它的粒子之中,就有一种如今称为 K 介子的介子。

K 介子是恰好含有一个奇夸克(或一个反奇夸克)的介子。正 K 介子是一个上夸克束缚一个反奇夸克;此外还有负 K 介子和两个中性 K 介子。奇夸克使 K 介子带有 +1 或 −1 的奇异数,这个标签强相互作用守恒、弱相互作用却不守恒。正是这种不一致,使 K 介子由强相互作用成对产生,却只能通过弱相互作用缓慢衰变——这就是「奇异」一词的本义。

中性 K 介子是整个物理学中最重要的粒子之一。一个中性 K 介子和它的反粒子能悄悄地互相转化,对它们的观测在 1964 年导致了 CP 破坏的发现——即自然定律对物质相比反物质有一丝偏爱。这种偏爱是宇宙学最重大的未解问题之一的线索:为什么宇宙由物质构成,而不是物质与反物质各占一半。

正 K 介子 = 上 + 反奇,奇异数为 +1。它由强相互作用与另一个奇异粒子一起产生,随后通过弱相互作用缓慢衰变。

K 介子携带一个单位的奇异性;它缓慢的衰变和物质-反物质混合,使它成为通往 CP 破坏的钥匙。

奇异性并不是什么奇异的物质;它只是奇夸克的计数。它之所以一度显得神秘,仅仅是因为强相互作用让它保持不变,而弱相互作用可以随意改变它。

又称
K mesonkaonsK 介子