В физике элементарных частиц B-мезоны — это мезоны , состоящие из нижнего антикварка и либо верхнего (
Б+
), вниз (
Б0
), странный (
Б0
с) или очарованный кварк (
Б+
с). Комбинация нижнего антикварка и верхнего кварка считается невозможной из-за короткого времени жизни верхнего кварка. Комбинация нижнего антикварка и нижнего кварка — это не B-мезон, а скорее боттомоний , который представляет собой нечто совершенно иное.
У каждого B-мезона есть античастица , состоящая из нижнего кварка и верхнего (
Б−
), вниз (
Б0
), странный (
Б0
с) или очарование (
Б−
с) антикварк соответственно.
Нейтральные B-мезоны,
Б0
и
Б0
с, самопроизвольно превращаются в собственные античастицы и обратно. Это явление называется ароматическими колебаниями . Существование осцилляций нейтрального B-мезона является фундаментальным предсказанием Стандартной модели физики элементарных частиц . Оно было измерено в
Б0
–
Б0
системе будет составлять около 0,496/ пикосекунд , [1] и в
Б0
с–
Б0
ссистема должна быть Δ m s = 17,77 ± 0,10 (стат) ± 0,07 (система) / пикосекунда , измеренная в эксперименте CDF в Фермилабе . [2] Первая оценка нижнего и верхнего предела
Б0
с–
Б0
ссистемная ценность была получена в ходе эксперимента DØ, также проведенного в Фермилабе . [3]
25 сентября 2006 года Фермилаб объявил, что они заявили об открытии осцилляций B-мезона, которые ранее были лишь теоретическими . [4] Согласно пресс-релизу Fermilab:
Это первое крупное открытие второго запуска продолжает традицию открытий в физике элементарных частиц в Фермилабе, где были открыты нижний (1977 г.) и верхний (1995 г.) кварки. Удивительно, но причудливое поведение B s (произносится как «B sub s») мезонов на самом деле предсказывается Стандартной моделью фундаментальных частиц и сил. Таким образом, открытие этого колебательного поведения является еще одним подтверждением долговечности Стандартной модели ...
Физики CDF ранее измерили скорость переходов вещество-антивещество для B s- мезона, который состоит из тяжелого нижнего кварка, связанного сильным ядерным взаимодействием. странному антикварку. Теперь они достигли стандарта открытия в области физики элементарных частиц, где необходимо доказать, что вероятность ложного наблюдения составляет менее примерно 5 на 10 миллионов ( 5 ⁄ 10 000 000 ). Для результата CDF вероятность еще меньше: 8 на 100 миллионов ( 8 ⁄ 100 000 000 ).
Рональд Котулак, пишущий для Chicago Tribune , назвал частицу «причудливой» и заявил, что мезон «может открыть дверь в новую эру физики» благодаря его доказанному взаимодействию с «жутким царством антиматерии». [5]
14 мая 2010 года физики Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми сообщили, что колебания распадались на материю на 1% чаще, чем на антиматерию, что может помочь объяснить преобладание материи над антиматерией в наблюдаемой Вселенной. [6] Однако более поздние результаты на LHCb с более крупными выборками данных не выявили существенного отклонения от Стандартной модели. [7]
B-мезоны являются важным зондом для изучения квантовой хромодинамики . [8] Различные необычные пути распада B-мезонов чувствительны к физическим процессам, выходящим за рамки стандартной модели . Измерение этих редких фракций ветвления устанавливает ограничения на новые частицы. Эксперимент LHCb наблюдал и искал несколько таких распадов, таких как B s → µ + µ − . [9]
21 февраля 2017 года коллаборация LHCb объявила, что наблюдался редкий распад нейтрального B-мезона на два противоположно заряженных каона со статистической значимостью 5 σ . [10]