quark inferior
| Composición | partícula elemental |
|---|---|
| Estadística | fermiónico |
| Familia | cuarc |
| Generación | tercero |
| Interacciones | fuerte , débil , electromagnético , gravedad |
| Símbolo | b |
| Antipartícula | antiquark inferior ( b ) |
| Teorizado | Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa (1973) [1] |
| Descubierto | León M. Lederman y otros (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] |
| Se descompone en | quark encanto o quark arriba |
| Carga eléctrica | − 1/3 mi |
| Carga de color | Sí |
| Girar | 1/2 ħ |
| Isospín débil | LH : −+1/2 , DERECHA : 0 |
| Hipercarga débil | LH : 1/3 , RH : −+2/3 |
El quark bottom , quark beauty o quark b es una partícula elemental de tercera generación . Es un quark pesado con una carga de − 1/3mi .
Todos los quarks se describen de manera similar mediante la interacción electrodébil y la cromodinámica cuántica , pero el quark bottom tiene tasas de transición a quarks de menor masa excepcionalmente bajas. El quark bottom también es notable porque es un producto en casi todas las desintegraciones del quark top y es un producto de desintegración frecuente del bosón de Higgs .
Nombre y historia
El quark bottom fue descrito teóricamente por primera vez en 1973 por los físicos Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa para explicar la violación CP . [1] El nombre "bottom" fue introducido en 1975 por Haim Harari . [5] [6]
La evidencia del quark bottom fue obtenida por primera vez en 1977 por el equipo del experimento E288 de Fermilab dirigido por Leon M. Lederman , cuando las colisiones protón-nucleón produjeron bottomonium decayendo en pares de muones . [2] [7] [8] El descubrimiento fue confirmado aproximadamente un año después por las colaboraciones PLUTO y DASP2 en el colisionador electrón-positrón DORIS en DESY . [9] [10] Se informó en ese momento que los científicos de DESY estaban a favor del nombre "beauty", mientras que los científicos estadounidenses tendían hacia "bottom". [10]
Kobayashi y Maskawa ganaron el Premio Nobel de Física en 2008 por su explicación de la violación de CP. [11] [12]
Aunque a veces se utiliza el nombre "belleza", "fondo" se convirtió en el uso predominante por analogía de "arriba" y "abajo" con "arriba" y "abajo" . [ cita requerida ]
Carácter distintivo
La masa "desnuda" del quark bottom es de alrededor de4,18 GeV/ c 2 [3] – un poco más de cuatro veces la masa de un protón , y muchos órdenes de magnitud más grande que los quarks "ligeros" comunes.
Aunque casi exclusivamente pasa de o hacia un quark top , el quark bottom puede decaer en un quark up o en un quark charm a través de la interacción débil . Los elementos de la matriz CKM V ub y V cb especifican las tasas, donde ambas desintegraciones se suprimen, lo que hace que las vidas de la mayoría de las partículas bottom (~10 −12 s) sean algo más largas que las de las partículas charmed (~10 −13 s), pero más cortas que las de las partículas extrañas (de ~10 −10 a ~10 −8 s). [13]
La combinación de una masa elevada y una velocidad de transición baja confiere a los subproductos de colisión experimentales que contienen un quark bottom una firma distintiva que los hace relativamente fáciles de identificar utilizando una técnica llamada " etiquetado B ". Por esa razón, los mesones que contienen el quark bottom tienen una vida excepcionalmente larga para su masa y son las partículas más fáciles de utilizar para investigar la violación de CP . Tales experimentos se están realizando en los experimentos BaBar , Belle y LHCb .
Hadrones que contienen quarks bottom
Algunos de los hadrones que contienen quarks bottom incluyen:
- Los mesones B contienen un quark bottom (o su antipartícula ) y un quark up o down .
B
doy
B
sLos mesones contienen un quark bottom junto con un quark charm o un quark strange respectivamente.- Hay muchos estados de bottomonium , por ejemplo el
ϒ
mesón y χ b (3P) , la primera partícula descubierta en el LHC . Están formadas por un quark bottom y su antipartícula. - Se han observado bariones inferiores , que reciben su nombre en analogía con los bariones extraños (por ejemplo,
O0b
).
Véase también
Referencias
- ^ ab Kobayashi, M.; Maskawa, T. (1973). "Violación de CP en la teoría renormalizable de interacción débil". Progreso de la física teórica . 49 (2): 652–657. Bibcode :1973PThPh..49..652K. doi : 10.1143/PTP.49.652 . hdl : 2433/66179 .
- ^ ab "Descubrimientos en el Fermilab: descubrimiento del quark bottom" (Nota de prensa). Fermilab . 7 de agosto de 1977 . Consultado el 24 de julio de 2009 .
- ^ ab M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). "Revisión de física de partículas". Physical Review D . 98 (3): 030001. Bibcode :2018PhRvD..98c0001T. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .
- ^ J. Beringer ( Particle Data Group ); et al. (2012). «PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'» (PDF) . Particle Data Group . 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 quarks 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 top. Cambridge University Press . pp. 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.
- ^ Lederman, LM (2005). "Diario de a bordo: quark bottom". Revista Symmetry . 2 (8). Archivado desde el original el 4 de octubre de 2006.
- ^ Herb, 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 dimuones a 9,5 GeV en colisiones de protones y núcleos de 400 GeV". Physical Review Letters . 39 (5): 252. Bibcode :1977PhRvL..39..252H. doi :10.1103/PhysRevLett.39.252. OSTI 1155396.
- ^ G. Flügge (1978). "Espectroscopia de partículas". Actas de la 19.ª Conferencia internacional sobre física de altas energías (Tokio) : 793–810.
- ^ ab Arthur L. Robinson (1978). "Física de partículas: nueva evidencia alemana del quinto quark". Science . 200 (4345): 1033–1034. Bibcode :1978Sci...200.1033R. doi :10.1126/science.200.4345.1033.
- ^ Conferencia del Premio Nobel de Física 2008 a cargo de Makoto Kobayashi
- ^ Conferencia del Premio Nobel de Física 2008 a cargo de Toshihide Maskawa
- ^ Nave, CR (ed.). "Transformación de los sabores de los quarks mediante la interacción débil". Departamento de Física y Astronomía. HyperPhysics . Atlanta, GA: Georgia State University.
Lectura adicional
- L. Lederman (1978). "La partícula Úpsilon". Scientific American . 239 (4): 72–81. Código Bibliográfico :1978SciAm.239d..72L. doi :10.1038/scientificamerican1078-72.
- R. Nave. "Quarks". HyperPhysics . Universidad Estatal de Georgia , Departamento de Física y Astronomía . Consultado el 29 de junio de 2008 .
- A. Pickering (1984). Construcción de quarks . University of Chicago Press . Págs. 114-125. ISBN. 978-0-226-66799-7.
- J. Yoh (1997). El descubrimiento del quark b 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. Vol. 424. págs. 29–42. Bibcode :1998AIPC..424...29Y. doi :10.1063/1.55114.
- Stone, Sheldon (1994). B Decays (2.ª ed.). Universidad de Syracuse : World Scientific . doi :10.1142/1441. ISBN. 978-981-02-0708-3.OCLC 636743000 .
Enlaces externos
- Historia del descubrimiento del quark bottom / mesón Upsilon Archivado el 24 de agosto de 2017 en Wayback Machine.
