En física de partículas, los mesones B son mesones compuestos por un antiquark inferior y un up (
B+
), abajo (
B0
), extraño (
B0
s) o quark de encanto (
B+
c). No se cree que la combinación de un antiquark inferior y un quark superior sea posible debido a la corta vida útil del quark superior. La combinación de un antiquark de fondo y un quark de fondo no es un mesón B, sino bottomonium, que es algo completamente diferente.
Composición |
|
---|---|
Estadísticas | Bosónico |
Interacciones | Fuerte , débil , gravitacional , electromagnético |
Símbolo | B+ , B- , B0 , B0 , B0 s, B0 s, B+ c, B- c |
Antipartícula |
|
Masa |
|
Vida media |
|
Carga eléctrica | |
Girar | 1 |
Extrañeza | B0 s: -1 |
Encanto | B+ c: +1 |
Fondo | +1 |
Isospin |
|
Paridad | -1 |
Cada mesón B tiene una antipartícula que se compone de un quark bottom y un up (
B-
), abajo (
B0
), extraño (
B0
s) o encanto antiquark (
B-
c) respectivamente.
Lista de mesones B
Partícula | Símbolo | Anti- partícula | Contenido de Quark | Cargo | Isospin ( I ) | Spin y paridad , ( J P ) | Masa en reposo ( MeV / c 2 ) | S | C | B' | Vida media ( s ) | Comúnmente decae a |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Mesón B cargado | B+ | B- | tu B | +1 | 1/2 | 0 - | 5 279 0,34 ± 0,12 | 0 | 0 | +1 | (1,638 ± 0,004) × 10 −12 | Ver B± modos de decaimiento |
Neutro mesones B | B0 | B0 | D B | 0 | 1/2 | 0 - | 5 279 0,65 ± 0,12 | 0 | 0 | +1 | (1,519 ± 0,004) × 10 −12 | Ver B0 modos de decaimiento |
Mesón B extraño | B0 s | B0 s | s B | 0 | 0 | 0 - | 5 366, 88 ± 0,14 | −1 | 0 | +1 | (1,515 ± 0,004) × 10 −12 | Ver B0 s modos de decaimiento |
Mesón B encantado | B+ c | B- c | C B | +1 | 0 | 0 - | 6 274 0,9 ± 0,8 | 0 | +1 | +1 | (0,510 ± 0,009) × 10 −12 | Ver B± c modos de decaimiento |
B
-
B
oscilaciones
Los mesones B neutros,
B0
y
B0
s, se transforman espontáneamente en sus propias antipartículas y regresan. Este fenómeno se llama oscilación del sabor . La existencia de oscilaciones del mesón B neutro es una predicción fundamental del modelo estándar de física de partículas . Se ha medido en el
B0
-
B0
sistema sea de aproximadamente 0,496 / picosegundos , [1] y en el
B0
s-
B0
ssistema para ser Δ m s = 17,77 ± 0,10 (stat) ± 0,07 (syst) / picosegundo medido por el experimento de CDF en Fermilab . [2] Una primera estimación del límite inferior y superior del
B0
s-
B0
sEl valor del sistema se ha obtenido mediante el experimento DØ también en Fermilab . [3]
El 25 de septiembre de 2006, Fermilab anunció que habían afirmado el descubrimiento de la oscilación del mesón B s anteriormente sólo teorizada . [4] Según el comunicado de prensa de Fermilab:
Este primer gran descubrimiento de Run 2 continúa la tradición de los descubrimientos de la física de partículas en Fermilab, donde se descubrieron los quarks bottom (1977) y top (1995). Sorprendentemente, el extraño comportamiento de los mesones B s (pronunciado "B sub s") es en realidad predicho por el Modelo Estándar de partículas y fuerzas fundamentales. El descubrimiento de este comportamiento oscilatorio es, por tanto, otro refuerzo de la durabilidad del Modelo Estándar ... Los
físicos de la FCD han medido previamente la velocidad de las transiciones materia-antimateria para el mesón B s , que consiste en el quark de fondo pesado unido por la fuerte interacción nuclear a un extraño antiquark. Ahora han alcanzado el estándar para un descubrimiento en el campo de la física de partículas, donde se debe demostrar que la probabilidad de una observación falsa es inferior a aproximadamente 5 en 10 millones ( 5 ⁄ 10,000,000 ). Para el resultado de CDF, la probabilidad es aún menor, de 8 en 100 millones ( 8 / 100.000.000 ).
Ronald Kotulak, que escribe para el Chicago Tribune , calificó la partícula de "extraña" y afirmó que el mesón "puede abrir la puerta a una nueva era de la física" con sus interacciones probadas con el "reino espeluznante de la antimateria". [5]
El 14 de mayo de 2010, los físicos del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi informaron que las oscilaciones decaían en materia un 1% más a menudo que en antimateria, lo que puede ayudar a explicar la abundancia de materia sobre antimateria en el Universo observado. [6] Sin embargo, los resultados más recientes en LHCb con muestras de datos más grandes no han sugerido una desviación significativa del modelo estándar. [7]
Caries raras
Los mesones B son una sonda importante para explorar la cromodinámica cuántica . [8] Varias rutas de desintegración poco comunes de los mesones B son sensibles a procesos físicos fuera del modelo estándar . La medición de estas raras fracciones ramificadas establece límites para las nuevas partículas. El experimento LHCb ha observado y buscado varias de estas desintegraciones, como B s → µ + µ - . [9]
El 21 de febrero de 2017, la colaboración del LHCb anunció que se había observado la rara desintegración de un mesón B neutro en dos kaones con carga opuesta con una significación estadística de 5 σ . [10]
Ver también
- B-B oscilación
Referencias
- ^ "[sin título citado]" . repository.ubn.ru.nl . 2066/26242.
- ^ Abulencia, A .; et al. ( Colaboración CDF ) (2006). "Observación de
B0
s-
B0
sOscilaciones". Physical Review Letters . 97 (24): 242003. arXiv : hep-ex / 0609040 . Bibcode : 2006PhRvL..97x2003A . Doi : 10.1103 / PhysRevLett.97.242003 . PMID 17280271 . - ^ Abazov, VM; et al. ( Colaboración D0 ) (2006). "Límites directos en la B0 sOscilación Frecuencia" (PDF) . Physical Review Letters . 97 (2): 021802. arXiv : hep-ex / 0603029 . Bibcode : 2006PhRvL..97b1802A . Doi : 10.1103 / PhysRevLett.97.021802 . HDL : 10211.3 / 194397 . PMID 16907434 . S2CID 11632404 .
- ^ "Los científicos de la FCD del Fermilab lo hacen oficial: han descubierto el comportamiento de cambio rápido del mesón B-sub-s, que cambia entre materia y antimateria 3 billones de veces por segundo" (Comunicado de prensa). Fermilab . 25 de septiembre de 2006 . Consultado el 8 de diciembre de 2007 .
- ^ Kotulak, R. (26 de septiembre de 2006). "El descubrimiento de antimateria podría alterar la física: partícula rastreada entre el mundo real, reino espeluznante" . Deseret News . Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2007 . Consultado el 8 de diciembre de 2007 .
- ^ Overbye, D. (17 de mayo de 2010). "Del Fermilab, ¿una nueva pista para explicar la existencia humana?" . The New York Times . Consultado el 26 de diciembre de 2016 .
- ^ Timmer, J. (29 de agosto de 2011). "El detector de LHCb causa problemas para la teoría de la supersimetría" . Ars Technica . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
- ^ Colaboración CMS; Colaboración LHCb (4 de junio de 2015). "Observación de la rara B0
s→ µ + µ - decaimiento del análisis combinado de datos de CMS y LHCb ". Nature . 522 (7554): 68–72. ArXiv : 1411.4413 . Bibcode : 2015Natur.522 ... 68C . Doi : 10.1038 / nature14474 . PMID 26047778 . S2CID 4.394.036 . - ^ Aaij, R .; Beteta, C. Abellán; Adeva, B .; Adinolfi, M .; Affolder, A .; Ajaltouni, Z .; Akar, S .; Albrecht, J. (16 de octubre de 2015). "Busque las desintegraciones raras B 0 → J / ψ γ y B0
s→ J / Psi gamma ". Physical Review D . 92 (11): 112002. arXiv : 1510.04866 . Bibcode : 2015PhRvD..92k2002A . Doi : 10.1103 / PhysRevD.92.112002 . S2CID 118.320.485 . - ^ Aaij, R .; et al. (21 de febrero de 2017). "Observación del modo de desintegración de aniquilación B 0 → K + K - ". Cartas de revisión física . 118 (8): 47–50. arXiv : 1610.08288 . Código Bibliográfico : 2017PhRvL.118h1801A . doi : 10.1103 / PhysRevLett.118.081801 . PMID 2828221 . S2CID 27186492 .
enlaces externos
- W.-M. Yao y col. (Grupo de datos de partículas), J. Phys. G 33, 1 (2006) y 2007 actualización parcial para la edición 2008 (URL: http://pdg.lbl.gov)
- V. Jamieson (18 de marzo de 2008). "Voltear la partícula podría explicar la falta de antimateria" . Nuevo científico . Consultado el 23 de enero de 2010 .