漂泊

精準測量中性pi介子的生命期(lifetime)

作者:John C. H. Chen
2007/06/02


美國Jefferson Lab的Primakoff Experiment精準的測量中性pi介子的生命期(lifetime)，約為82阿秒(attosecond)。

中性pi介子在粒子物理中佔有相當重要的角色。相對於另外兩種帶電荷的pi介子，中性pi介子一產生之後會立刻衰變為兩個光子，或是衰變為一個光子加一組電子對。因此在高能粒子實驗中，中性pi介子基本上是背景光子及電子的主要來源。除此之外，由於中性pi介子是由兩個夸克所組成，物理學家便可以利用描述夸克行為的量子色動力學(QCD)來計算中性pi介子的生命期。這同時也是少數QCD可以直接計算的量，計算的誤差大約1%。

Jefferson Lab的科學家利用光子束來撞擊原子核。這時由於Primakoff效應，光子束會和由原子核所發出的光子相碰撞而產生中性pi介子。這時科學家再來測量由中性pi介子所產生的兩個光子，來測量中性pi介子的生命期。

這個實驗之所以可以做到精準測量的主要原因，是因為他們可以標定每一個由光子束所發出的光子，所以他們可以計算光子束中的光子數量還有能量。之後利用稱為HyCal的能量計來測量由中性pi介子所發出的兩個光子的位置及能量。初步發表的測量結果，生命期為[(8.20+/-0.24)x10^-17 sec]。這個結果比目前的公認的最佳測量值得精準度還要高兩倍，而研究人員表示，當分析完所有的資料後，應該可以將精準度再加倍。

類別：

物理

新聞來源：

sciscape

取材自：

Physics News Update: The Lifetime of the Chargeless Pion