底夸克（Bottom quark），又稱美夸克（Beauty quark），用符號b表示，為第三代夸克之一。底夸克的電荷為?1?3 e。底夸克在粒子物理學中具有獨特的地位，因為它參與的過程中常常涉及到CP破壞現象的研究。
基本介紹
1973年，日本物理學家小林誠、益川敏英為解釋CP破壞而在理論上引入了底夸克。1977年，費米實驗室發現底夸克的存在。底夸克的電荷為?1?3 e，它被賦予新的量子數底數，反底夸克的底數為負。u、d、s、c夸克的底數都為零。反底夸克可與夸克u、d、s和c組成輕-重夸克束縛態，這些基態現已被實驗所發現。
1964年，在K介子（s夸克組成的系統）的衰變中發現了CP破壞現象，并用電弱統一理論進行了解釋。但與b夸克有關的CP破壞效應并沒有得到實驗測定，是否存在新的CP破壞機制，尚不得而知。世界上專為此目的建立了兩個B介子工廠（日本的KEK和美國的SLAC）用以研究CP破壞效應，并已觀察到了B介子衰變的CP破壞現象。
底夸克由于其較大的裸質量和CKM矩陣的元素Vub與Vcb的數值很小，因此在實驗中具有獨特的標簽。使用一種稱為底貼簽的技術，可以很容易地辨識出底夸克的蹤跡。底夸克是研究CP破壞的理想粒子，因為CP破壞涉及到三代的夸克，BaBar實驗、Belle實驗與LHCb實驗都在進行這類研究。
幾乎所有頂夸克的衰變都會產生底夸克，希格斯玻色子的衰變也常會產生底夸克。海姆·哈拉里在1975年將這粒子命名為底夸克。由于“發現對稱性破缺的來源，并預測了至少三大類夸克在自然界中的存在”，小林誠與益川敏英榮獲2008年諾貝爾物理學獎。
通過弱相互作用，底夸克可以衰變為上夸克或粲夸克。這類衰變被CKM矩陣所抑制（Vub=0.0040、Vcb=0.04，數值很小）。底夸克雖然很想衰變為頂夸克（Vtb=0.9991），但是由于底夸克的質量小于頂夸克，因此不能衰變為頂夸克，所以，底夸克的平均壽命相對較長，為1.3×10^?12秒，而每當底夸克衰變時，它比較常衰變為夸克。
含有底夸克的強子
以下列出一些含有底夸克的強子：
- B介子含有一個底夸克（或反底夸克）與一個上夸克或下夸克。
- B_c介子含有一個底夸克與粲夸克。
- B_s介子含有一個底夸克與一個奇夸克。
- 有很多種底夸克偶素態，例如?介子、大型強子對撞器首先發現的粒子χb(3P)。它們都是由一個底夸克與反底夸克形成的粒子。
- 含有底夸克的重子已被觀測到，它們的命名方式與奇重子類似。
模型
在粒子物理學上，夸克模型（英語：Quark Model）是一種根據強子內價夸克種類的強子分類方案，而價夸克就是強子內的夸克和反夸克，它們是強子量子數的源頭。夸克是“SU(3)味對稱”或八重道的基礎，這個分類方案成功將1950至60年代所發現的的大量較輕的強子妥當編組。它在1960年代后期得到了實驗確認，至今仍是一套既正確又有效的分類法。夸克模型在1964年分別由默里·蓋爾曼和喬治·茨威格獨立提出（另見）。時至今日，夸克模型已被標準模型所吸收，并成為了它的一部分，標準模型指的是已確立的強相互作用和弱電相互作用的量子場論。
強子并不“基本”，并可被視為“價夸克”及其反夸克的束縛態，而“價夸克”及其反夸克就是強子量子數的源頭。這些量子數是識別強子的標簽，可分為兩種。
夸克模型以外的態
雖然夸克模型可由量子色動力學理論中推導出來，但是強子的結構卻比模型所能容許的要復雜得多。所有強子的完全量子力學波函數必須包括虛夸克對和虛膠子對，同時亦要容許多種混合。可能有強子位處夸克模型之外。這樣的粒子包括膠球（只含有價膠子）、混合粒子（含有價膠子和夸克）和“奇異強子”（包括四夸克態和五夸克態）。
參閱
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