quark superior
El quark top , a veces también denominado quark verdad , (símbolo: t) es la más masiva de todas las partículas elementales observadas . Deriva su masa de su acoplamiento con el bosón de Higgs . Este acoplamiento está muy cerca de la unidad; en el modelo estándar de física de partículas , es el acoplamiento más grande (más fuerte) en la escala de las interacciones débiles y superiores. El quark top fue descubierto en 1995 por los experimentos CDF [2] y DØ [3] en Fermilab .
Como todos los demás quarks , el quark top es un fermión con espín 1/2 y participa en las cuatro interacciones fundamentales : gravitación , electromagnetismo , interacciones débiles e interacciones fuertes . Tiene una carga eléctrica de + 2 / 3 e . Tiene una masa de 172,76 ± 0,3 GeV/ c 2 , [1] que está cerca de la masa del átomo de renio . [4] La antipartícula del top quark es el top antiquark (símbolo: t , a veces llamado antitop quark o simplemente antitop ), que se diferencia de él solo en que algunas de sus propiedades tienen igual magnitud pero signo opuesto .
El quark top interactúa con los gluones de la interacción fuerte y normalmente se produce en los colisionadores de hadrones a través de esta interacción. Sin embargo, una vez producido, la parte superior (o anti-top) puede decaer solo a través de la fuerza débil . Se descompone en un bosón W y en un quark bottom (más frecuentemente), un quark extraño o, en las ocasiones más raras, un quark down .
El modelo estándar determina que la vida media del quark top es aproximadamente5 × 10 −25 s . [5] Esto es aproximadamente una vigésima parte de la escala de tiempo para interacciones fuertes y, por lo tanto, no forma hadrones , lo que brinda a los físicos una oportunidad única para estudiar un quark "desnudo" (todos los demás quarks se hadronizan , lo que significa que se combinan con otros quarks para formar hadrones y sólo pueden ser observados como tales).
Debido a que el quark top es tan masivo, sus propiedades permitieron la determinación indirecta de la masa del bosón de Higgs (ver § Masa y acoplamiento con el bosón de Higgs a continuación). Como tal, las propiedades del quark top se estudian ampliamente como un medio para discriminar entre teorías en competencia de la nueva física más allá del modelo estándar. El quark top es el único quark que se ha observado directamente debido a que decae más rápido que el tiempo de hadronización. [6]
En 1973, Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa predijeron la existencia de una tercera generación de quarks para explicar las violaciones observadas de CP en la desintegración de kaon . Los nombres arriba y abajo fueron introducidos por Haim Harari en 1975, [7] [8] para coincidir con los nombres de la primera generación de quarks ( arriba y abajo ) reflejando el hecho de que los dos eran el componente "arriba" y "abajo". de un doblete de isospín débil . [9] [10]