b-кварк

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
b-кварк (боттом-кварк, бьюті-кварк, чарівний кварк)
Склад: Фундаментальна частинка
Родина: ферміони
Група: кварки
Покоління: третє
взаємодії: сильна,
слабка,
електромагнітна,
гравітаційна
Частинка: b-кварк
Античастинка: b-антикварк (b)
Відкрита: Співпраця Колумбія — Фермілаб — Стоні Брук (експеримент E288, Леон Ледерман та ін.), 1977
Символ: b
Число типів: 3
Маса: 4,67+ 0,18− 0,06 ГеВ/c2 (1S-маса; може відрізнятися для інших визначень маси)
Час життя: ~10−12 с
Електричний заряд: −⅓ e
Кольоровий заряд: r, g, b
Спін: ½

b-кварк (від англ. bottom — дно, або beauty — краса) — одна з фундаментальних частинок у рамках теорії кварків та Стандартної моделі. Для b-кварка характерне особливе квантове число (аромат) — краса. Подібно до інших кварків b-кварк — ферміон зі спіном 1/2. Він бере участь у всіх типах фундаментальних взаємодій, має електричний заряд -1/3. Разом із t-кварком b-кварк входить до третього покоління фундаментальних частинок. Античастинка b-кварка називається b-антикварком.

Існування b-кварка теоретично передбачили Кобаясі Макото та Масукава Тосіхіде у 1973, намагаючись пояснити порушення CP-інваріантності. Назву bottom запропорував у 1974 Хаїм Харарі. Експериментально b-кварк відкрила група під керівництвом Леона Макса Ледермана в 1977 в Фермілабі в ході експеримента E288. Кобаясі та Масукава отримали Нобелівську премію за 2008.[1]

Історія відкриття[ред.ред. код]

Існування третього покоління кварків, яке включало b- і t-кварки, було передбачено у 1973 році Макото Кобаясі і Тосіхіде Масукава для пояснення явища порушення CP-інваріантності[2].

Експериментальне підтвердження це явище отримало в 1977 році у лабораторії Фермілаб співтовариством Колумбія—Фермілаб—університет в Стоуні Брук (експеримент E288 по вивченню протонних зіткнень, керівник проекту — Леон Ледерман та ін..): в цьому експерименті була відкрита Іпсилон-частинка — векторний -ϒмезон, який утворений b-кварком та b-антикварком. Майже відразу сталося відкриття збуджених станів системи : мезонних резонансів ϒ, ϒ і ϒ[3][4].

Процеси, які відбуваються з участю b-кварка, носять жаргонну назву «B-фізика». Оскільки розпади b-кварка у кварки більш легкого аромату сильно подавлені і відбуваються в основному через слабку взаємодію, то в системах, які містять цю частинку, спостерігається багато цікавих процесів — зокрема, порушення CP-інваріантності, осциляції нейтральних B-мезонів, процеси із внеском петльових «пінгвінних» (англ. penguin diagram) і «ящикових» (англ. box diagram) діаграм. Багато дослідів в області B-фізики в 2000-і роки виконані в експериментах BaBar (Стандфордський центр лінійного прискорювача, США) і Belle (KEK, Японія).

Адрони, які містять b-кварк[ред.ред. код]

  • Іпсилон-мезон (ϒ-мезон, боттомоний) містить b-кварк і b-антикварк.
  • B±-, B0-мезони містять b-кварк і кварк (або антикварк) першого покоління (u- або d-кварк).
  • -мезони містять b-кварк і s-кварк.
  • -мезони містять b-кварк і c-кварк.
  • Баріони, які містять b-кварк і два більш легких кварка ( і т. д.).
Частинка Кварковий склад Маса,

Mc2 (МеВ)

Час життя або ширина Спін-парність,

ізоспін

JP(I)

Основні моди розпаду
B±, ,

, ,

,

5279 1.6·10-12 c 0-(1/2) D0+ін, D*+ін
0-(1/2) ν+ін, D++ін, D*+ін
ϒ 9460 53 кеВ 1-(0) τ+τ, e+e, μ+μ

В таблиці приведені маси, квантові числа, ширини деяких частинок, які мають в своєму складі або  кварки.

Примітки[ред.ред. код]

  1. Индурайн Ф.  Квантовая хромодинамика. Введение в теорию кварков и глюонов. — Москва : Мир, 1986.
  2. Пескин М., Шрёдер Д.  Введение в квантовую теорию поля. — Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. — С. 784. — ISBN 5-93972-083-8. — С. 681.
  3. Храмов Юрій Олексійович  Физики: Биографический справочник. 2-е изд. — Москва : Наука, 1983. — С. 400. — С. 389.
  4. Намбу Йоїтіро Кварки. — Москва : Мир, 1984. — 225 с. — С. 129.

Посилання[ред.ред. код]