[论文解读] How many quarks and leptons ?

Amjad Hussain Shah Gilani|ArXiv.org|Jan 13, 2005

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 9被引用 5

一句话总结

本文提出了一种新框架，其中夸克和轻子被组织为三个家族，每个家族包含八个不同的态——三个带色荷、三个反色荷、一个无色单重态和一个中性态，基于胶子结构的集合论模型。该框架使用单位根的复数根来重新定义夸克和轻子家族的色荷/反色荷，摒弃了分数电荷和六夸克家族模型，并将强相互作用重新解释为‘三级电弱’作用，拥有八个胶子（其中七个具有质量，一个无质量）。

ABSTRACT

There are eight quarks in each family and there are three families of quarks i.e. c, b, t. Also, we propose similar structure for leptons. The nature of strong force is named as `third order electroweak'.

研究动机与目标

• 通过拒绝标准的六夸克家族模型，解决夸克和轻子家族结构中的不一致性。
• 基于单位根的色荷/反色荷分配，提出一种新的夸克和轻子分类方法。
• 将强相互作用重新解释为‘三级电弱’作用，拥有八个规范玻色子（胶子），其中一者无质量，其余七者有质量。
• 在基于集合论的统一数学框架下，统一描述夸克、轻子与胶子的结构。
• 为夸克和轻子的质量与混合提供新的理论基础，解决B介子衰变中未解决的偏差问题。

提出的方法

• 应用集合论建模胶子结构，预测存在一个无质量胶子和七个有质量胶子，包含三个色荷、三个反色荷和一个无色单重态。
• 使用单位根的复数根为夸克和轻子分配色荷：1、(−1/2 + i√3/2) 和 (−1/2 − i√3/2)，分别代表红、绿、蓝态。
• 提出上型夸克携带色荷，下型夸克携带反色荷，但仅限于三家族框架内。
• 将相同结构扩展至轻子，为电子、μ子和τ子分配相应的色态，包括具有质量的中性中微子态。
• 利用与胶子质量预测相同的形式化方法，推导夸克与轻子之间的质量关系，其基础为W玻色子质量。
• 将强相互作用重新解释为‘三级电弱’作用，拥有八个规范玻色子（胶子），与标准QCD模型不同。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何夸克和轻子以三个家族的形式出现？是否存在超越标准模型的更深层对称性？
• RQ2 强相互作用能否被重新解释为具有八个胶子的高阶电弱相互作用，其中一者无质量？
• RQ3 色荷值的起源是什么？能否通过数学推导而非假设来获得？
• RQ4 通过修正夸克和轻子结构，能否解决B介子衰变中的观测偏差（例如B→K*γ 与 B→K1γ 的差异）？
• RQ5 能否基于此新框架，从W玻色子质量预测Higgs玻色子质量？

主要发现

• 本文提出仅存在三个夸克家族（c, b, t），而非六个，每个家族包含八个不同的态：三个色荷、三个反色荷、一个无色单重态和一个中性态。
• 强相互作用被重新定义为‘三级电弱’作用，拥有八个胶子，其中一者无质量，其余七者有质量，基于集合论构造。
• 使用单位根的复数根分配色荷，为色荷值提供数学推导，而非假设其存在。
• Higgs玻色子质量被以W玻色子质量为基准进行预测，为该质量值提供了新的理论预测。
• 轻子同样被组织为三个家族，每个家族包含八个态，包括具有质量的中性中微子态（ν_z），与夸克结构类似。
• 该模型摒弃了夸克的分数电荷，转而赋予其色荷或反色荷，并重新定义反夸克在电荷分配方案中的角色，使其与夸克相区别。