Question

怎么确定自旋量子数的正负？

Answer 1

根据量子自旋转方向进行判断,电子有两种不同方向的自旋,即顺时针方向和逆时针方向的自旋。 它决定了电子自旋角动量在外磁场方向上的分量。通常用向上和向下的箭头来代表,即↑代表正方向自旋电子,↓代表逆方向自旋电子。

近几年来，物理学家相继发现了几个粒子，最好的解释是它们含有四个夸克，而不是通常由两个或三个夸克组成的强子。Zc(3900)粒子是最早发现的“四夸克态”强子之一，其质量为3900MeV/c2。尽管Zc(3900)粒子似乎由两个粲夸克加上一个上夸克和一个下夸克组成，但围绕这个粒子仍有许多不解之谜。

为了加深对它的认识，BESIII合作组利用北京电子正电子对撞数据，测量了Zc(3900)的两个重要量子数——自旋和宇称。2013年，BESIII合作组首先报道了Zc(3900)粒子，日本的Belle合作组实验几乎同时报道了独立测量结果。

这两组实验都是在正负电子对撞机上通过末态为J/Ψ介子和两个π介子的过程中观测的。随后，BESIII合作组又在末态为两个粲介子的过程中观测到了质量为3885MeV/c2的四夸克态粒子Zc(3885)（Phys.Rev.Lett.112,022001(2014)）。

这两个粒子的质量差别很小，它们是同一个粒子吗？要回答这个问题，方法之一就是比较这两个粒子的自旋和宇称量子数。BESIII合作组利用挑选出来的6000多个事例，在Zc(3900)粒子取各种自旋-宇称量子数的情况下。

通过分波分析的方法拟合数据。结果表明，在自旋-宇称JP=1+的情况下，与数据达到最佳匹配。这个结果与Zc(3885)粒子的自旋-宇称是一致的，支持这两个结构是同一个态的结论。2013年3月26日。

BESIII实验国际合作组宣布发现了一个新的共振结构Zc(3900)，这一发现引起了国际高能物理界广泛关注，目前文章引用已超过500次。虽然理论上对它的属性仍没达成一致，但它很可能是科学家们长期寻找的一种奇特强子态。

在北京正负电子对撞机的协助下，北京谱仪III在4GeV以上采集了更多的实验数据，关于这个粒子更多的研究仍在进行中。