超越标准模型

轻子夸克(leptoquark)

/ LEP-toh-kwork /

在标准模型里,夸克和轻子是两个互不相犯的等级,从不直接相互转化:夸克始终是夸克,电子始终是轻子,二者之间的界线从不被跨越。轻子夸克是一种假想的新粒子,它会横跨那条界线——一个同时带着夸克的色荷和某种轻子身份的粒子,能够吞下一个夸克、吐出一个轻子,反之亦然。它实际上是一道门,通往自然界看似严守隔绝的那两个家族之间。

这样的粒子,是那些把夸克和轻子统一起来的理论的自然预言,许多大统一理论都包含它,因为一旦两个家族共享一个更深的家,把它们连起来的粒子就几乎不可避免。轻子夸克会很重,并像夸克一样带分数电荷;在对撞机里它可以被造出,然后衰变成一个夸克加一个轻子,例如一束强子喷注与一个电子或一个 τ 子反向反冲。它的质量、以及它与各代耦合的强弱,都是必须由实验钉死的自由参数。

轻子夸克近来重新引起关注,是因为“味反常”——少数几项关于某些介子衰变到电子与衰变到 μ 子相对频率的测量,曾偏离了标准模型的预言,而一个轻子夸克可以优雅地解释它。但诚实的告诫是:随着数据累积,那些最惹眼的反常中有一些又退回到了标准模型附近,于是这个理由变弱了。直接的对撞机搜寻也没找到轻子夸克,并给它的质量设了下限。它仍是一个被关注、却尚未被证实的可能。

一个迄今重到躲过探测的轻子夸克,仍可能留下指纹:它或许会微妙地改变 B 介子衰变到 μ 子与衰变到电子的相对频率,而这正是那种一度让轻子夸克走红的“味反常”。

轻子夸克会把夸克变成轻子——一座连接两个家族的桥。

曾激起人们对轻子夸克兴趣的若干味反常,随着数据增多已退回到标准模型附近;轻子夸克仍是一个尚未被证实的假说,而非一项发现。

又称
LQlepto-quark轻子夸克輕子夸克