stringtranslate.com

Нижний кварк

Нижний кварк , кварк красоты или b-кварк — элементарная частица третьего поколения . Это тяжёлый кварк с зарядом − ⁠1/3⁠  е .

Все кварки описываются аналогичным образом электрослабым взаимодействием и квантовой хромодинамикой , но нижний кварк имеет исключительно низкие скорости перехода в кварки с меньшей массой. Нижний кварк также примечателен тем, что он является продуктом почти всех распадов верхнего кварка и является частым продуктом распада бозона Хиггса .

Имя и история

Нижний кварк был впервые теоретически описан в 1973 году физиками Макото Кобаяши и Тосихидэ Маскавой для объяснения нарушения CP-симметрии . [1] Название «нижний» было введено в 1975 году Хаимом Харари . [5] [6]

Доказательства существования боттом-кварка были впервые получены в 1977 году экспериментальной группой Fermilab E288 под руководством Леона М. Ледермана , когда столкновения протонов и нуклонов привели к распаду боттомония на пары мюонов . [2] [7] [8] Открытие было подтверждено примерно через год коллаборациями PLUTO и DASP2 на электрон-позитронном коллайдере DORIS в DESY . [9] [10] В то время сообщалось, что ученые DESY выступали за название «beauty», в то время как американские ученые склонялись к названию «bottom». [10]

Кобаяши и Маскава получили Нобелевскую премию по физике 2008 года за объяснение нарушения CP-симметрии. [11] [12]

Хотя иногда используется слово «красота», преобладающим стало слово «низ» по аналогии с «верхом» и «низом» по отношению к «вверху» и «внизу» . [ необходима цитата ]

Отличительный характер

«Голая» масса нижнего кварка составляет около4,18  ГэВ/ c2 [3] – чуть более чем в четыре раза больше массы протона и на много порядков больше обычных «легких» кварков.

Хотя он почти исключительно переходит из или в верхний кварк , нижний кварк может распадаться либо на верхний кварк , либо на очарованный кварк посредством слабого взаимодействия . Элементы матрицы CKM V ub и V cb определяют скорости, при которых оба этих распада подавляются, делая время жизни большинства нижних частиц (~10 −12  с) несколько больше, чем у очарованных частиц (~10 −13  с), но короче, чем у странных частиц (от ~10 −10 до ~10 −8  с). [13]

Сочетание высокой массы и низкой скорости перехода дает побочным продуктам экспериментального столкновения , содержащим b-кварк, отличительную сигнатуру, которая позволяет относительно легко идентифицировать их с помощью техники, называемой « B-маркировка ». По этой причине мезоны , содержащие b-кварк, исключительно долгоживущие для своей массы и являются самыми простыми частицами для исследования нарушения CP . Такие эксперименты проводятся в экспериментах BaBar , Belle и LHCb .

Адроны, содержащие b-кварки

Некоторые адроны, содержащие b-кварки, включают:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Kobayashi, M.; Maskawa, T. (1973). «CP-нарушение в перенормируемой теории слабого взаимодействия». Progress of Theoretical Physics . 49 (2): 652–657. Bibcode :1973PThPh..49..652K. doi : 10.1143/PTP.49.652 . hdl : 2433/66179 .
  2. ^ ab "Открытия в Фермилабе – Открытие B-кварка" (пресс-релиз). Фермилаб . 7 августа 1977 г. Получено 24 июля 2009 г.
  3. ^ ab M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). "Обзор физики элементарных частиц". Physical Review D. 98 ( 3): 030001. Bibcode : 2018PhRvD..98c0001T. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .
  4. ^ J. Beringer ( Particle Data Group ); et al. (2012). "PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'" (PDF) . Particle Data Group . Архивировано из оригинала (PDF) 12 мая 2013 года . Получено 18 декабря 2012 года .
  5. ^ Харари, Х. (1975). «Новая кварковая модель для адронов». Physics Letters B. 57 ( 3): 265–269. Bibcode : 1975PhLB...57..265H. doi : 10.1016/0370-2693(75)90072-6.
  6. ^ Staley, KW (2004). Доказательства существования топ-кварка. Cambridge University Press . С. 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
  7. ^ Ледерман, Л. М. (2005). "Бортовой журнал: Нижний кварк". Журнал Symmetry Magazine . 2 (8). Архивировано из оригинала 4 октября 2006 г.
  8. ^ Herb, SW; Hom, D.; Lederman, L.; Sens, J.; Snyder, H.; Yoh, J.; Appel, J.; Brown, B.; Brown, C.; Innes, W.; Ueno, K.; Yamanouchi, T.; Ito, A.; Jöstlein, H.; Kaplan, D.; Kephart, R.; et al. (1977). "Наблюдение димюонного резонанса при 9,5 ГэВ в столкновениях протонов с ядрами при 400 ГэВ". Physical Review Letters . 39 (5): 252. Bibcode : 1977PhRvL..39..252H. doi : 10.1103/PhysRevLett.39.252. OSTI  1155396.
  9. ^ Г. Флюгге (1978). «Спектроскопия частиц». Труды 19-й Международной конференции по физике высоких энергий (Токио) : 793–810.
  10. ^ ab Артур Л. Робинсон (1978). "Физика частиц: новые доказательства из Германии для пятого кварка". Science . 200 (4345): 1033–1034. Bibcode :1978Sci...200.1033R. doi :10.1126/science.200.4345.1033.
  11. ↑ Лекция Макото Кобаяши по случаю вручения Нобелевской премии по физике 2008 г.
  12. ↑ Лекция Тосихидэ Маскавы на вручении Нобелевской премии по физике 2008 г.
  13. ^ Nave, CR (ред.). «Трансформация ароматов кварков слабым взаимодействием». Кафедра физики и астрономии. HyperPhysics . Атланта, Джорджия: Университет штата Джорджия.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки