Spodní tvaroh - Bottom quark
Složení | Elementární částice |
---|---|
Statistika | Fermionický |
Generace | Třetí |
Interakce | silný, slabý, elektromagnetická síla, gravitace |
Symbol | b |
Antičástice | Spodní antikvark ( b ) |
Teoretizoval | Makoto Kobayashi a Toshihide Maskawa (1973)[1] |
Objevil | Leon M. Lederman et al. (1977)[2] |
Hmotnost | 4.18+0.04 −0.03 GeV /C2 (SLEČNA systém )[3] 4.65+0.03 −0.03 GeV /C2 (Schéma 1S )[4] |
Rozpadá se do | Okouzlující tvaroh nebodo tvarohu |
Elektrický náboj | −1/3 E |
Barevný náboj | Ano |
Roztočit | 1/2 |
Slabý isospin | LH: −1/2, RH: 0 |
Slabý přebití | LH: 1/3, RH: −2/3 |
The spodní tvaroh nebo b kvark, také známý jako kosmetický tvaroh, je těžká třetí generace tvaroh s poplatkem -1/3 E.
Všechny kvarky jsou popsány podobným způsobem elektroslabý a kvantová chromodynamika, ale spodní kvark má výjimečně nízkou míru přechodu na kvarky s nižší hmotností. Spodní kvark je také pozoruhodný, protože je produktem téměř ve všech top kvark se rozpadá a je častým produktem rozpadu Higgsův boson.
Jméno a historie
Spodní kvark byl poprvé teoreticky popsán v roce 1973 fyziky Makoto Kobayashi a Toshihide Maskawa vysvětlit Porušení CP.[1] Název „zdola“ zavedl v roce 1975 Haim Harari.[5][6]
Spodní kvark byl objeven v roce 1977 Fermilab Experiment E288 tým vedený Leon M. Lederman, když došlo ke kolizi bottomonium.[2][7][8] Kobayashi a Maskawa zvítězili v roce 2008 Nobelova cena za fyziku za jejich vysvětlení porušení CP.[9][10]
Při jeho objevu byly snahy pojmenovat spodní kvark „krása“[Citace je zapotřebí ], ale "dno" se stalo převládajícím použitím, analogicky k "horní" a „zdola“ do "nahoru" a "dolů".
Výrazný charakter
Spodní tvaroh „holá“ mše je kolem 4.18 GeV /C2[3] - o něco více než čtyřnásobek hmotnosti a proton a mnoho řádů větší než běžné „lehké“ kvarky.
Ačkoli téměř výlučně přechází z nebo do a top kvark, spodní kvark se může rozpadnout na jeden do tvarohu nebo kouzelný kvark přes slabá interakce. CKM matice elementy PROTIub a PROTIcb specifikujte rychlosti, kde jsou oba tyto rozpady potlačeny, čímž se zkrátí životnost většiny spodních částic (~ 10−12 s) o něco vyšší než u kouzelných částic (~ 10−13 s), ale nižší než u podivných částic (od ~ 10−10 až ~ 10−8 s).[11]
Kombinace vysoké hmotnosti a nízké rychlosti přechodu dává experimentální srážka vedlejší produkty obsahující spodní kvark výrazný podpis, díky kterému je lze relativně snadno identifikovat pomocí techniky zvané „B-tagování ". Kvůli tomu důvodu, mezony obsahující spodní kvark jsou mimořádně dlouhověké pro svou hmotnost a jsou nejjednoduššími částicemi, které lze použít k vyšetřování Porušení CP. Tyto experimenty se provádějí na BaBar, Kráska a LHCb experimenty.
Hadrony obsahující spodní kvarky
Některé z hadrony obsahující spodní kvarky zahrnují:
- B mezony obsahovat spodní kvark (nebo jeho antičástice ) a an nahoru nebo dolů kvark.
B
C a
B
s mezony obsahují spodní kvark spolu s a kouzelný kvark nebo podivný tvaroh resp.- Je jich mnoho bottomonium uvádí, například
ϒ
mezon a χb(3P), první částice objevená v roce LHC. Skládají se ze spodního kvarku a jeho antičástice. - Dno baryony byly pozorovány a jsou pojmenovány analogicky s podivnými baryony (např.
Λ0
b).
Viz také
Reference
- ^ A b M. Kobayashi; T. Maskawa (1973). „Porušení CP v obnovitelné teorii slabé interakce“. Pokrok teoretické fyziky. 49 (2): 652–657. Bibcode:1973PThPh..49..652K. doi:10.1143 / PTP.49.652.
- ^ A b „Objevy ve Fermilab - objev spodního kvarku“ (Tisková zpráva). Fermilab. 7. srpna 1977. Citováno 24. července 2009.
- ^ A b M. Tanabashi a kol. (Particle Data Group) (2018). "Recenze částicové fyziky". Fyzický přehled D. 98 (3): 030001. Bibcode:2018PhRvD..98c0001T. doi:10.1103 / PhysRevD.98.030001.
- ^ J. Beringer (Skupina dat o částicích ); et al. (2012). „Kvarky PDGLive Shrnutí částic (u, d, s, c, b, t, b ′, t ′, zdarma)'" (PDF). Skupina dat o částicích. Archivovány od originál (PDF) dne 12. května 2013. Citováno 18. prosince 2012.
- ^ H. Harari (1975). "Nový model kvarku pro hadrony". Fyzikální písmena B. 57 (3): 265–269. Bibcode:1975PhLB ... 57..265H. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
- ^ K.W. Staley (2004). Důkazy pro Top Quark. Cambridge University Press. 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
- ^ L.M. Lederman (2005). "Logbook: Bottom Quark". Časopis Symetry. 2 (8). Archivovány od originál dne 4. října 2006.
- ^ S.W. Bylina; 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). „Pozorování dimuonové rezonance při 9,5 GeV při srážkách proton-nukleus 400-GeV“. Dopisy o fyzické kontrole. 39 (5): 252. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103 / PhysRevLett.39.252.
- ^ Přednáška Nobelovy ceny za fyziku 2008 od Makoto Kobayashiho
- ^ Přednáška Nobelovy ceny za fyziku 2008 od Toshihide Maskawy
- ^ Nave, C. R. „Transformace tvarohových chutí slabou interakcí“. HyperPhylsics.
Další čtení
- L. Lederman (1978). „Částice Upsilon“. Scientific American. 239 (4): 72–81. Bibcode:1978SciAm.239d..72L. doi:10.1038 / scientificamerican1078-72.
- R. Nave. "Kvarky". Hyperfyzika. Gruzínská státní univerzita, Katedra fyziky a astronomie. Citováno 29. června 2008.
- A. Pickering (1984). Konstrukce kvarků. University of Chicago Press. str. 114–125. ISBN 978-0-226-66799-7.
- J. Yoh (1997). „Objev b Quarku ve Fermilab v roce 1977: Příběh koordinátora experimentu“ (PDF). Sborník dvaceti krásných let spodní fyziky. Sborník konferencí AIP. 424: 29–42. Bibcode:1998AIPC..424 ... 29R. doi:10.1063/1.55114. Citováno 24. července 2009.