Физика b-кварков весьма интересна; в частности, она проливает свет на нарушение CP-симметрии .
Некоторые важные частицы с большой массой (как недавно обнаруженные, так и гипотетические) распадаются на b-кварки. Топ-кварки почти всегда так делают, и бозон Хиггса , как ожидается, распадается на b-кварки чаще, чем любая другая частица, учитывая, что его масса, как было обнаружено, составляет около 125 ГэВ. Идентификация b-кварков помогает идентифицировать распады этих частиц.
Методы
Диаграмма, показывающая общий принцип идентификации струй, инициированных распадами b-адронов.
Методы b-маркировки основаны на уникальных особенностях b-струй. К ним относятся:
Адроны, содержащие b-кварки, имеют достаточное время жизни, чтобы пройти некоторое расстояние до распада. С другой стороны, их время жизни не так велико, как у легких кварковых адронов, поэтому они распадаются внутри детектора, а не вылетают. Появление прецизионных кремниевых детекторов в детекторах частиц позволило идентифицировать частицы, которые происходят из места, отличного от того, где образовался b-кварк (например, точка столкновения пучка с пучком в ускорителе частиц ), и, таким образом, указывают на вероятное присутствие b-струи.
Нижний кварк гораздо массивнее всего, на что он распадается. Таким образом, продукты его распада, как правило, имеют более высокий поперечный импульс ( импульс, перпендикулярный изначальному направлению нижнего кварка и, следовательно, b-струи). Это приводит к тому, что b-струи становятся шире, имеют более высокую множественность (число составляющих частиц) и инвариантную массу , а также содержат низкоэнергетические лептоны с импульсом, перпендикулярным струе. Эти две характеристики можно измерить, и струи, которые их имеют, с большей вероятностью являются b-струями.
Противоположные алгоритмы использовались на LHCb для маркировки аромата в парах b-кварков с использованием продуктов распада B-адронов для определения аромата B-мезонов. [1]
Ни один из методов идентификации b-струй не является надежным, и современные эксперименты по физике элементарных частиц должны уделять значительное время изучению того, как часто они успешно идентифицируют b-струи и как часто они неправильно идентифицируют другие струи. Моделирование Монте-Карло используется для разработки и оценки производительности алгоритмов маркировки. [2]
Эксперименты, в которых проводятся точные измерения B-мезонов (мезонов, содержащих b-кварки), также пытаются идентифицировать конкретный начальный B-мезон внутри струи. Это делается для того, чтобы наблюдать колебание одного мезона в другой ( Б0 – Б0 осцилляция ), что позволяет измерить нарушение CP .
