b-кварк

b-кварк (синонимы: бо́ттом-кварк (англ. bottom), бью́ти-кварк (англ. beauty), преле́стный кварк, краси́вый кварк[1]) — кварк с зарядом −⅓ e, принадлежащий к третьему поколению. Он является более лёгким членом слабого кваркового дублета третьего поколения, в который входит также значительно более тяжёлый t-кварк. Имеет массу 4,2−4,7 ГэВ (в зависимости от метода определения массы), почти в 5 раз тяжелее нуклона. Время жизни b-кварка составляет около 10−12 с. Элементы матрицы Кабиббо — Кобаяси — Маскавы Vub и Vcb, связывающие этот кварк с u- и c-кварком, малы (в связи с тем, что распад b-кварка, как самого лёгкого кварка третьего поколения, может происходить только с изменением поколения). Поэтому распады b-кварка легко идентифицируемы (его большая масса также облегчает экспериментальную идентификацию).

b-кварк (боттом-кварк, бьюти-кварк, прелестный кварк) (b)
Состав фундаментальная частица
Семья Фермион
Группа Кварк
Поколение Третье
Участвует во взаимодействиях сильное,
слабое,
электромагнитное,
гравитационное
Античастица b-антикварк (b)
Кол-во типов 3
Масса 4,67+ 0,18
− 0,06 ГэВ/c2 (1S-масса; может отличаться для других определений массы)
Время жизни ~10−12 с
Обнаружена коллаборация Колумбия — Фермилаб — Стони Брук (эксперимент E288, Леон Ледерман и др.), 1977
Квантовые числа
Электрический заряд −⅓ e
Цветной заряд r, g, b
Спин ½ ħ

История открытия

Существование третьего поколения кварков, включающего b- и t-кварки, было предсказано в 1973 году Макото Кобаяси и Тосихидэ Маскавой для объяснения явления нарушения CP-симметрии[2].

Экспериментальное подтверждение данное предсказание получило в 1977 году в лаборатории Фермилаб коллаборацией Колумбия—Фермилаб—Стони Брук (эксперимент E288 по изучению протонных столкновений, руководитель — Леон Ледерман и др.): в этом эксперименте была открыта Ипсилон-частица — векторный ϒ-мезон, образованный b-кварком и b-антикварком. Почти сразу же последовало открытие возбуждённых состояний системы : мезонных резонансов ϒ, ϒ и ϒ[3][4].

Процессы, происходящие с участием b-кварка, носят жаргонное название «B-физика». Поскольку распады b-кварка в кварки более лёгкого аромата сильно подавлены и происходят в основном через слабые взаимодействия, то в системах, содержащих эту частицу, наблюдаются многие интересные процессы — в частности, нарушение CP-чётности, осцилляции нейтральных B-мезонов, процессы с вкладом петлевых («пингвинных», англ. penguin diagram, и «ящичных», англ. box diagram) диаграмм. Многие исследования в области B-физики в 2000-е годы выполнены в экспериментах BaBar (Станфордский центр линейного ускорителя, США) и Belle (KEK, Япония).

Адроны, содержащие b-кварк
  • Ипсилон-мезон (ϒ-мезон, боттомоний) содержит b-кварк и b-антикварк.
  • B±-, B0-мезоны содержат b-кварк и кварк (или антикварк) первого поколения (u- или d-кварк).
  • -мезоны содержат b-кварк и s-кварк.
  • -мезоны содержат b-кварк и c-кварк.
  • Барионы, содержащие b-кварк и два более лёгких кварка ( и т. д.).

См. также

Примечания
  1. Большой энциклопедический словарь. Физика / под ред. А. М. Прохорова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — С. 279.
  2. Пескин М., Шрёдер Д. . Введение в квантовую теорию поля. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. — 784 с. — ISBN 5-93972-083-8. — С. 681.
  3. Храмов Ю. А. . Физики: Биографический справочник. 2-е изд. — М.: Наука, 1983. — 400 с. — С. 389.
  4. Намбу, Ёитиро. . Кварки. — М.: Мир, 1984. — 225 с. — С. 129.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.