Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нижний кварк
СоставЭлементарная частица
СтатистикаФермионный
ПоколениеВ третьих
ВзаимодействияСильная , слабая , электромагнитная сила , гравитация
Символ
б
АнтичастицаНижний антикварк (
б
)
ТеоретическиМакото Кобаяси и Тосихидэ Маскава (1973) [1]
ОбнаруженныйЛеон М. Ледерман и др. (1977) [2]
Масса4,18+0,04
-0,03 ГэВ / c 2 ( схема MS ) [3]
4,65+0,03
-0,03 ГэВ / c 2 ( схема 1S ) [4]
Распадается наОчаровательный кварк или
ап-кварк
Электрический заряд-1/3 е
Цвет зарядада
Вращение1/2
Слабый изоспинLH : -1/2, RH : 0
Слабый гиперзарядLH :1/3, RH : -2/3

Нижний кварк или Ь - кварк , также известный как красоты кварк , является тяжелыми третьим поколения кварков с зарядом -1/3 е .

Все кварки одинаково описываются электрослабой и квантовой хромодинамикой , но нижний кварк имеет исключительно низкие скорости перехода в кварки меньшей массы. Нижний кварк также примечателен тем, что он является продуктом почти всех распадов верхнего кварка и часто является продуктом распада бозона Хиггса .

Имя и история [ править ]

Нижний кварк был впервые теоретически описан в 1973 году физиками Макото Кобаяши и Тошихиде Маскава для объяснения нарушения СР . [1] Название «дно» было введено в 1975 году Хаимом Харари . [5] [6]

Нижний кварк был открыт в 1977 году экспериментальной группой Fermilab E288 под руководством Леона М. Ледермана , когда в результате столкновений образовался боттомоний . [2] [7] [8] Кобаяси и Маскава получили Нобелевскую премию по физике в 2008 году за объяснение CP-нарушения. [9] [10]

Хотя название «красота» иногда используется, «нижний» стал преобладающим использование по аналогии «сверху» и «снизу» к «вверх» и «вниз» . [ необходима цитата ]

Отличительный персонаж [ править ]

«Голая» масса нижнего кварка составляет около4,18  ГэВ / c 2 [3] - чуть более чем в четыре раза больше массы протона и на много порядков больше, чем обычные «легкие» кварки.

Несмотря на то, что почти исключительно переходы из или в топе - кварк , нижний кварк может распадаться либо на кварк или очаровать кварк через слабое взаимодействие . Матричные элементы СКМ V ub и V cb определяют скорости, при которых оба этих распада подавляются, делая время жизни большинства донных частиц (~ 10 -12  с) несколько выше, чем у очарованных частиц (~ 10 -13  с), но ниже, чем странных частиц (от ~ 10 −10 до ~ 10 −8  с). [11]

Комбинация большой массы и низкой скорости перехода дает экспериментальным побочным продуктам столкновения, содержащим нижний кварк, отличительную сигнатуру, которая позволяет относительно легко идентифицировать их с помощью техники, называемой « B-tagging ». По этой причине мезоны, содержащие нижний кварк, исключительно долгоживущие для своей массы, и их легче всего использовать для исследования CP-нарушения . Подобные эксперименты проводятся в экспериментах BaBar , Belle и LHCb .

Адроны, содержащие нижние кварки [ править ]

Основные статьи: список барионов и список мезонов

Некоторые из адронов, содержащих нижние кварки, включают:

  • В-мезоны содержат нижний кварк (или его античастицу ) и верхний или нижний кварк .

  • B
    c     а также
    B
    s    мезоны содержат нижний кварк вместе с очаровательным кварком или странным кварком соответственно.
  • Есть много состояний боттомония , напримерϒмезон и χ b (3P) , первая частица, открытая на LHC . Они состоят из нижнего кварка и его античастицы.
  • Нижние барионы наблюдались и названы по аналогии со странными барионами (например,
    Λ0
    б    ).

См. Также [ править ]

  • Кварковая модель
  • B-завод
  • B-мезон

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Кобаяши, М .; Маскава, Т. (1973). "CP-нарушение в перенормируемой теории слабого взаимодействия" . Успехи теоретической физики . 49 (2): 652–657. Bibcode : 1973PThPh..49..652K . DOI : 10.1143 / PTP.49.652 .
  2. ^ a b «Открытия в Фермилабе - Открытие нижнего кварка» (пресс-релиз). Фермилаб . 7 августа 1977 . Проверено 24 июля 2009 года .
  3. ^ а б М. Танабаши и др. (Группа данных по частицам) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Physical Review D . 98 (3): 030001. Bibcode : 2018PhRvD..98c0001T . DOI : 10.1103 / PhysRevD.98.030001 .
  4. ^ Дж. Берингер ( Группа данных по частицам ); и другие. (2012). "PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t ', Free) ' " (PDF) . Группа данных по частицам . Архивировано из оригинального (PDF) 12 мая 2013 года . Проверено 18 декабря 2012 года .
  5. ^ Харари, Х. (1975). «Новая кварковая модель для адронов». Физика Письма Б . 57 (3): 265–269. Полномочный код : 1975PhLB ... 57..265H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (75) 90072-6 .
  6. Перейти ↑ Staley, KW (2004). Доказательства существования топ-кварка . Издательство Кембриджского университета . С. 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
  7. Перейти ↑ Lederman, LM (2005). «Журнал: Нижний кварк» . Журнал Симметрия . 2 (8). Архивировано из оригинала 4 октября 2006 года.
  8. ^ Herb, SW; Hom, D .; Lederman, L .; Sens, J .; Снайдер, H .; Йох, Дж .; Appel, J .; Браун, В .; Brown, C .; Innes, W .; Ueno, K .; Yamanouchi, T .; Ито, А .; Jöstlein, H .; Каплан, Д .; Kephart, R .; и другие. (1977). «Наблюдение димюонного резонанса на энергии 9,5 ГэВ в столкновениях протонов с ядрами с энергией 400 ГэВ» . Письма с физическим обзором . 39 (5): 252. Bibcode : 1977PhRvL..39..252H . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.39.252 .
  9. ^ Лекция Макото Кобаяши, лауреата Нобелевской премии по физике, 2008 г.
  10. ^ Лекция Нобелевской премии по физике 2008 г., Тосихиде Маскава
  11. ^ Нейв, CR "Преобразование кварковых ароматов слабым взаимодействием" . Гиперфизика .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Л. Ледерман (1978). «Ипсилонская частица». Scientific American . 239 (4): 72–81. Bibcode : 1978SciAm.239d..72L . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1078-72 .
  • R. Nave. «Кварки» . Гиперфизика . Государственный университет Джорджии , факультет физики и астрономии . Проверен 29 июня +2008 .
  • А. Пикеринг (1984). Построение кварков . Издательство Чикагского университета . С. 114–125. ISBN 978-0-226-66799-7.
  • Дж. Йо (1997). «Открытие b-кварка в Фермилабе в 1977 году: история координатора экспериментов» (PDF) . Труды двадцати прекрасных лет физики дна . Материалы конференции AIP. 424 : 29–42. Bibcode : 1998AIPC..424 ... 29Y . DOI : 10.1063 / 1.55114 .

Внешние ссылки [ править ]

  • История открытия нижнего кварка / ипсилонного мезона