D中間子

D中間子（D meson）は、チャームクォークを構成要素として持つ、最も軽量な粒子です。素粒子物理学において、D中間子は弱い相互作用の研究に頻繁に用いられます。特に、ストレンジD中間子（Ds中間子）は、1986年以前にはF中間子と呼ばれていました。

発見と特性

D中間子は、1976年にSLAC国立加速器研究所のMark I加速器を用いた実験で初めて発見されました。この発見は、素粒子物理学における重要な一歩となりました。

D中間子の特徴は、その崩壊過程にあります。D中間子は、チャームクォーク（または反チャームクォーク）を一つだけ含むため、崩壊時には必ずこのチャームクォークが別のクォークや素粒子に変換されます。この過程では、チャームという量子数が保存されず、弱い相互作用が支配的な役割を果たします。具体的には、チャームクォークはWボソンを介してストレンジクォークに優先的に変換され、その結果、D中間子はK中間子やパイ中間子へと崩壊することが多いです。

CP対称性の破れ

2011年11月、欧州原子核研究機構（CERN）のLHCb実験において、電荷を持たないD中間子の崩壊において、CP対称性の破れが直接観測されたとの発表がありました。この現象は、標準模型を超える物理の存在を示唆する可能性があり、素粒子物理学の研究者たちに大きな衝撃を与えました。CP対称性の破れは、宇宙における物質と反物質の非対称性の解明にも繋がる重要なテーマです。

D中間子の種類

D中間子にはいくつかの種類があり、それぞれ質量や崩壊の仕方が異なります。これらの違いを調べることで、クォーク間の相互作用や弱い相互作用の性質をより深く理解することができます。

D中間子の研究は、素粒子物理学の最前線であり、未知の物理現象の解明に向けた重要な手がかりを提供しています。

関連項目

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Z+(4430)

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