问题标题:
美国费米国家加速器实验室于2008年8月宣布,在对撞实验中发现一种新型粒子--欧米伽b重子,这是迄今为止物理学界发现的质量最大的重子.这一发现也证实夸克模型是成功的.1961
问题描述:
1961年,理论物理学家提出夸克模型,指出重子是由3个夸克组成的亚原子粒子.现代物理学认为,夸克共分6种3类:上夸克、下夸克;粲夸克、奇异夸克;顶夸克、底夸克(如下表).质子由两个上夸克加一个下夸克组成,而中子的构成是两个下夸克加一个上夸克,因此人类目前所接触的物质都是由第一类夸克组成的.此次对撞实验发现的新型粒子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成.这是物理学界首次发现由后两类夸克混合组成的重子.注:1G=109
符号 | 中文名称 | 英文名称 | 带电量 (e) | 质量(GeV/c2) |
u | 上夸克 | up | +2/3 | 0.004 |
d | 下夸克 | down | -1/3 | 0.008 |
c | 粲夸克 | charm | +2/3 | 1.5 |
s | 奇异夸克 | strange | -1/3 | 0.15 |
t | 顶夸克 | top | +2/3 | 176 |
b | 底夸克 | bottom | -1/3 | 4.7 |
李晓建回答:
分析:
根据题意可知,欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成.由表格数据,从而可确定欧米伽b重子的带电量;同时由质量的数据,结合质子与中子的构成,可得出欧米伽b重子的质量是中子的多少倍;根据质能方程E=mc2得知,GeV/c2与kg的关系.
A、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成;而一个奇异夸克带电量为-13e和1个底夸克带电量为-13e,因此欧米伽b重子的带电量为-13e×2+(-13e)=-e,故A正确;B、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成;则一个奇异夸克质量为0.15GeV/c2和1个底夸克带电量为4.7GeV/c2,因此欧米伽b重子质量为5GeV/c2,而质子由两个上夸克加一个下夸克组成,则质子的质量为0.016GeV/c2,所以欧米伽b重子的质量是质子质量的312.5倍,故B错误;C、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成;则一个奇异夸克质量为0.15GeV/c2和1个底夸克带电量为4.7GeV/c2,因此欧米伽b重子质量为5GeV/c2,而中子由两个下夸克加一个上夸克,则质子的质量为0.02GeV/c2,所以欧米伽b重子的质量是质子质量的250倍,故C正确;D、由质能方程E=mc2得:m=Ec2,可知,质量单位GeV/c2.1 GeV=109×1.6×10-19J=1.6×10-10J,那么1 GeV/c2=1.6×10-10(3×108)2kg=1.78×10-27kg,故D正确;故选:ACD.
点评:
解题关键读懂题意,找出有用信息,根据各自组成列式可确定电量与质量的多少,同时掌握质能方程的应用,知道质量单位GeV/c2.
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