整合管理～3.1格物致知～02粒子冒險奇境～04粒子衰變與滅絕3

整合管理～3.1格物致知～02粒子冒險奇境～粒子衰變與滅絕3
不同的作用力
強、電磁和弱作用力導致粒子衰變，不過弱作用力亦會導致基本粒子的衰變。 
弱衰變：
只有弱作用力會把基本粒子變成別種粒子，物理學家稱粒子類型為 "味道" ，只要發射虛 W 玻色子，弱作用力就能將魅粒子變成奇異(s)夸克 ( "魅"和"奇異"都是味道 )，只有弱作用力(經由W 玻色子)能改變味道和使基本粒子衰變。
電磁衰變：
πº (中性π介子)是q q 介子，夸克和反夸克會滅絕而形成兩個光子，這是電磁衰變的例子。
強衰變：
ηc粒子是c c 介子，它經過強衰變會變成兩個膠子 (以強子出現)。
強載力粒子（膠子）傳達包含有色電荷的衰變，弱載力粒子（W+ 和 W-）傳達使粒子改變味道(和電子電荷)的衰變。

滅絕
滅絕當然不是衰變，但它們也經由虛粒子發生；在滅絕時，一物質和反物質粒子完全消滅成能量。
它們彼此相互作用，將它們之前存在的能量轉變為非常活躍的載力粒子 (膠子 W/Z 或光子)，這些載力粒子依次變成別的粒子。

物理學家常為了創造出新的重粒子而以極大的能量把兩個粒子滅絕。
氣泡室與衰變

這是張真實的反質子氣泡室照片 (從圖片底端開始進入)，和一個質子(靜止)碰撞 和滅絕，八個π介子在滅絕時產生，一個衰變成+ 和 ，正和負π介子的路徑在磁場中旋向相反的方向，而中性的 則沒有離開原來的路徑。
氣泡室是較老型的偵測器，如帶電粒子經過氣泡室，它們會留下極小的氣泡痕跡，使我們更容易追蹤這些粒子。
我們談過許多關於衰變和滅絕，所以讓我們來看看些這些過程的例子。
中子β衰變

中子 (udd) 衰變成質子 (uud)、電子和反中子，這叫做中子β衰變。 (β射線這個詞用於在核中衰變的電子，因為它們不知道它們是電子！)

․第1步：中子(電荷為0)由上、下、下夸克所組成。
․第2步：下夸克之一會變成上夸克，由於下夸克有 -1/3 的電荷而上夸克有2/3的電荷，它會以虛 W- 粒子帶走(-1)電荷所傳遞的過程進行。(如此電荷才會守恒！)
․第3步：這個新的上夸克會從發射出的 W-彈離，中子現在變成了質子。

․第4步：中子和反中子從虛 W- 玻色子脫出。
․第5步：質子、中子和反中子彼此相互移開。
這過程的傳遞次序發生在約一秒中的十億的十億的十億分之一，是看不見的。
電子/正子 滅絕
當電子和正子(反電子)以高能碰撞時會滅絕而產生魅夸克，其隨後又產生 D+ 和 D- 介子。

․第1步：電子和正子朝滅絕的方向逼近。
․第2步：它們相撞並滅絕，釋放出極大的能量。
․第3步：電子與正子滅絕而成光子或 Z 粒子，它們都可能是虛載力粒子。
․第4步：魅夸克和魅反夸克從虛載力粒子中出現。
․第5步：它們開始移開，並伸展出色力場(膠子場)。

․第6步：夸克移開且把它們的力場拉得更長。
․第7步：力場的能量隨夸克間距離而增加，當力場的能量夠大時，能量就會轉換為夸克和反夸克 (記得 )。
․第8-10步：夸克分開一個距離，色中性粒子： D+ (c和反d夸克) 和 D- (反魅和下夸克) 介子。
這過程的傳遞次序發生在約一秒中的十億的十億的十億分之一，是看不見的。
頂夸克的產生

夸克 (質子裡面的) 和反夸克(反質子裡面的)以高能碰撞後會滅絕，而產生頂夸克和反頂夸克，然後它們會衰變成別的粒子。

․第1步：質子的夸克之一和反質子的反夸克之一以頭對頭碰撞。
․第2步：夸克和反夸克碰撞並滅絕…
․第3步：…變成虛膠子。
․第4步：頂夸克和反頂夸克從膠子中出現。
․第5步：這些夸克開始移動分開，在它們之間伸展出色力場 (膠子場)。
․第6步：在 t夸克和反夸克移得很遠之前，它們伴隨著發射出W載力粒子而衰變成 b和反 b夸克(個別的)。
․第7步：新的 b 夸克和反 b 夸克從發射的W載力粒子彈開來。
․第8步：電子和中子從虛 W- 玻色子中出現，而上夸克和下反夸克從虛 W+ 玻色子出現。
․第9步：底夸克和底反夸克、電子、中子、上夸克和底反夸克全部彼此分開。
這過程的傳遞次序發生在約一秒中的十億的十億的十億分之一，是看不見的。

這張圖錯在哪？
答案：
我們忽略當b夸克和b反夸克分離時所形成的色力場。這能量轉變成其他的夸克/反夸克對；最後只有明顯的色中性粒子出現（B介子）。同樣的事也發生在u夸克和d反夸克上。若要知道真的發生什麼事，就得看e+ 和 e-轉變成D+ 和 D-的過程分析圖。
這過程的傳遞次序發生在約一秒中的十億的十億的十億分之一，是看不見的。