El quark bottom o quark b , también conocido como quark beauty , es un quark pesado de tercera generación con una carga de: 1/3 e .
Composición | Partícula elemental |
---|---|
Estadísticas | Fermiónico |
Generacion | Tercero |
Interacciones | Fuerte , débil , fuerza electromagnética , gravedad. |
Símbolo | B |
Antipartícula | Antiquark inferior ( B ) |
Teorizado | Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa (1973) [1] |
Descubierto | Leon M. Lederman y col. (1977) [2] |
Masa | 4.18+0.04 −0.03 GeV / c 2 ( esquema MS ) [3] 4,65+0,03 −0,03 GeV / c 2 ( esquema 1S ) [4] |
Decae en | Charm quark o up quark |
Carga eléctrica | -1/3 mi |
Carga de color | sí |
Girar | 1/2 |
Isospin débil | LH : - 1/2, RH : 0 |
Hipercarga débil | LH : 1/3, RH : - 2/3 |
Todos los quarks se describen de manera similar mediante cromodinámica cuántica y electrodébil , pero el quark inferior tiene tasas de transición excepcionalmente bajas a quarks de menor masa. El quark bottom también es notable porque es un producto de casi todas las desintegraciones de quark top y es un producto de desintegración frecuente del bosón de Higgs .
Nombre e historia
El quark bottom fue descrito teóricamente por primera vez en 1973 por los físicos Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa para explicar la violación de CP . [1] El nombre "fondo" fue introducido en 1975 por Haim Harari . [5] [6]
El quark bottom fue descubierto en 1977 por el equipo de experimentos Fermilab E288 dirigido por Leon M. Lederman , cuando las colisiones produjeron bottomonium . [2] [7] [8] Kobayashi y Maskawa ganaron el Premio Nobel de Física en 2008 por su explicación de la violación de CP. [9] [10]
Si bien el nombre "belleza" se usa a veces, "abajo" se convirtió en el uso predominante por analogía de "arriba" y "abajo" a "arriba" y "abajo" . [ cita requerida ]
Carácter distintivo
La masa "desnuda" del quark inferior está alrededor4.18 GeV / c 2 [3] : un poco más de cuatro veces la masa de un protón y muchos órdenes de magnitud más grandes que los quarks "ligeros" comunes.
Aunque casi exclusivamente hace la transición desde o hacia un quark superior , el quark inferior puede descomponerse en un quark up o un quark charm a través de la interacción débil . Los elementos de la matriz CKM V ub y V cb especifican las velocidades en las que se suprimen ambos decaimientos, lo que hace que la vida útil de la mayoría de las partículas del fondo (~ 10-12 s) sea algo más larga que la de las partículas encantadas (~ 10-13 s), pero más corta que los de partículas extrañas (de ~ 10 −10 a ~ 10 −8 s). [11]
La combinación de alta masa y baja velocidad de transición da a los subproductos de colisión experimentales que contienen un quark inferior una firma distintiva que los hace relativamente fáciles de identificar utilizando una técnica llamada " B-tagging ". Por esa razón, los mesones que contienen el quark inferior tienen una vida excepcionalmente larga para su masa y son las partículas más fáciles de usar para investigar la violación de CP . Estos experimentos se están realizando en los experimentos de BaBar , Belle y LHCb .
Hadrones que contienen quarks inferiores
Algunos de los hadrones que contienen quarks inferiores incluyen:
- Los mesones B contienen un quark bottom (o su antipartícula ) y un quark up o down .
B
C y
B
sLos mesones contienen un quark de fondo junto con un quark encanto o un quark extraño, respectivamente.- Hay muchos estados bottomonium , por ejemplo elϒmesón y χ b (3P) , la primera partícula descubierta en LHC . Estos consisten en un quark de fondo y su antipartícula.
- Se han observado bariones inferiores y se nombran en analogía con bariones extraños (p. Ej.
Λ0
b).
Ver también
- Modelo de quark
- B-fábrica
- Mesón B
Referencias
- ↑ a b Kobayashi, M .; Maskawa, T. (1973). "CP-Violación en la teoría renormalizable de interacción débil" . Progreso de la Física Teórica . 49 (2): 652–657. Código Bibliográfico : 1973PThPh..49..652K . doi : 10.1143 / PTP.49.652 .
- ^ a b "Descubrimientos en Fermilab - Descubrimiento del Quark Inferior" (Comunicado de prensa). Fermilab . 7 de agosto de 1977 . Consultado el 24 de julio de 2009 .
- ^ a b M. Tanabashi y col. (Grupo de datos de partículas) (2018). "Revisión de la física de partículas" . Physical Review D . 98 (3): 030001. Código Bibliográfico : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103 / PhysRevD.98.030001 .
- ^ J. Beringer ( Grupo de datos de partículas ); et al. (2012). "Resumen de partículas PDGLive 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t ', Free) ' " (PDF) . Grupo de datos de partículas . Archivado desde el original (PDF) el 12 de mayo de 2013 . Consultado el 18 de diciembre de 2012 .
- ^ Harari, H. (1975). "Un nuevo modelo de quark para hadrones". Physics Letters B . 57 (3): 265–269. Código bibliográfico : 1975PhLB ... 57..265H . doi : 10.1016 / 0370-2693 (75) 90072-6 .
- ^ Staley, KW (2004). La evidencia del Quark superior . Prensa de la Universidad de Cambridge . págs. 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
- ^ Lederman, LM (2005). "Libro de registro: Quark inferior" . Revista Symmetry . 2 (8). Archivado desde el original el 4 de octubre de 2006.
- ^ Hierba, SW; 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). "Observación de una resonancia de Dimuon a 9,5 GeV en 400-GeV Proton-Nucleus Collisions" . Cartas de revisión física . 39 (5): 252. Código Bibliográfico : 1977PhRvL..39..252H . doi : 10.1103 / PhysRevLett.39.252 .
- ^ Conferencia del Premio Nobel de Física 2008 por Makoto Kobayashi
- ^ Conferencia del Premio Nobel de Física 2008 por Toshihide Maskawa
- ^ Nave, CR (ed.). "Transformación de los sabores de Quark por la interacción débil" . Departamento de Física y Astronomía. Hiperfísica . Atlanta, GA: Universidad Estatal de Georgia.
Otras lecturas
- L. Lederman (1978). "La partícula de Upsilon". Scientific American . 239 (4): 72–81. Código Bibliográfico : 1978SciAm.239d..72L . doi : 10.1038 / scientificamerican1078-72 .
- R. Nave. "Quarks" . Hiperfísica . Universidad Estatal de Georgia , Departamento de Física y Astronomía . Consultado el 29 de junio de 2008 .
- A. Pickering (1984). Construcción de quarks . Prensa de la Universidad de Chicago . págs. 114-125. ISBN 978-0-226-66799-7.
- J. Yoh (1997). "El descubrimiento del b Quark en Fermilab en 1977: la historia del coordinador del experimento" (PDF) . Actas de veinte hermosos años de física del fondo . Actas de la conferencia AIP. 424 : 29–42. Código bibliográfico : 1998AIPC..424 ... 29Y . doi : 10.1063 / 1.55114 .
enlaces externos
- Historia del descubrimiento del quark inferior / mesón Upsilon Archivado el 24 de agosto de 2017 en la Wayback Machine.