Dubinski kvark
Dubinski kvark (engl. bottom quark) ili b kvark, takođe poznat kao kvark lepote (engl. beauty quark), je kvark treće generacije sa naelektrisanjem od −1/3 e. Drugi je po redu po masivnosti među 6 kvarkova. Masa mu je 4200 MeV/c2. Za više od 4 puta je teži od protona. On pripada trećoj porodici čestica prema standardnom modelu. Ima naboj od -1/3 e. Kao i svi kvarkovi spada u grupu fermiona sa spinom od -1/2. Raspada se putem slabog međudelovanja. Antičestica dubinskog kvarka je dubinski antikvark. Dubinski kvark su postulirali Makoto Kobajaši i Tošihide Masukava 1973. godine kako bi objasnili CP narušavanje, a prvi put ga je primetio tim pod vodstvom Leona M. Ledermana 1977. godine u Fermilabu .
| Kompozicija | Elementarna čestica |
|---|---|
| Statistike | Fermionski |
| Generacija | Treća |
| Interakcije | Jaka, slaba, elektromagnetna sila, gravitacija |
| Simbol | b |
| Antičestica | Dubinski antikvark (b) |
| Teorije | Makoto Kobajaši i Tošihide Masukava (1973)[1] |
| Otkriven | Leon M. Lederman et al. (1977)[2] |
| Masa | 4,18+0,04 −0,03 GeV/c2 (MS shema)[3] 4,65+0,03 −0,03 GeV/c2 (1S shema)[4] |
| Raspad u | Čarobni kvark, ili Gornji kvark |
| Naelektrisanje | −1/3 e |
| Boja naboja | Da |
| Spin | 1/2 |
| Slabi izospin | LH: −1/2, RH: 0 |
| Slabi hipernaboj | LH: 1/3, RH: −2/3 |
Svi kvarkovi se opisuju na sličan način elektroslabom i kvantnom hromodinamikom, mada dubinski kvark ima izuzetno niske stope prelaza u kvarkove manje mase. Dubinski kvark je takođe karakterističan po tome što je produkat u skoro svim raspadima vršnog kvarka, i čest je produkat raspada Higsovog bozona.
Ime i istorija
уредиDubinski kvark su prvi put teoretski opisali 1973. fizičari Makoto Kobajaši i Tošihide Maskava da bi objasnili CP narušavanje.[1] Naziv „dno” uveo je 1975. godine Hejm Harari.[5][6]
Dubinski kvark je 1977. godine otkrio eksperimentalni tim E288 experimenta u Fermilabu, koji je predvodio Leon M. Lederman, kada su sudari proizveli butomonijum.[2][7][8] Kobajaši i Maskava su dobili Nobelovu nagradu za fiziku 2008. godine za svoje objašnjenje CP narušavanja.[9][10]
Po njegovom otkriću, bilo je inicijativa da se dubinski kvark imenuje nazivom „lepota”, ali „dno” je postalo preovlađujuća u upotrebi, po analogiji „vršni” i „dubinski” relativno na „gornji” i „donji” kvark.
Prepoznatljivi karakter
уреди„Gola” masa dubinskog kvarka je oko 4,18 GeV/c2[3] – nešto više od četiri mase protona, i mnogo redova veličine više od običnih „lakih” kvarkova.
Iako on gotovo isključivo prelazi iz ili u vršni kvark, dubinski kvark se može raspadati u bilo gornji kvark ili čarobni kvark putem slabe interakcije. Elementi CKM matrice Vub i Vcb određuju brzine, gde su oba ova raspada potisnuta, čineći životni vek dubinskih čestica (~10−12 s) nešto višim od onih sa čarobnim česticama (~10−13 s), ali nižim od onih od stranim česticama (od ~10−10 do ~10−8 s).[11]
Kombinacija velike mase i niske stope prelaza daje eksperimentalnim kolizionim nusproduktima koji sadrže dobinski kvark karakterističan potpis, koji ih čini relativno lakim za identifikaciju pomoću tehnike zvane „B-označavanje”. Iz tog razloga, mezoni koji sadrže dubinski kvark su izuzetno dugotrajni zbog njihove mase, i najlakše su čestice upotrebu u istraživanju CP narušavanja. Takvi eksperimenti se izvode u BaBar, Belle i LHCb eksperimentima.
Hadroni koji sadrže dubinske kvarkove
уредиNeki od hadrona koji sadrže dubinske kvarkove su:
- B mezoni sadrže dubinski kvark (ili njegovu antičesticu) i jedan gornji ili donji kvark.
- B i B mezoni sadrže dubinski kvark zajedno sa čarobnim kvarkom ili stranim kvarkom, respektivno.
- Postoje mnoga botomonijumska stanja, na primer ϒ mezon i χb(3P), prva čestica otkrivena u LHC. Oni se sastoje od dubinskog kvarka i njegove antičestice.
- Dubinski barioni su uočeni, i oni su nazvani po analogiji sa stranim barionima (e.g. Λ0b).
Vidi još
уредиReference
уреди- ^ а б M. Kobayashi; T. Maskawa (1973). „CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction”. Progress of Theoretical Physics. 49 (2): 652—657. Bibcode:1973PThPh..49..652K. doi:10.1143/PTP.49.652. Архивирано из оригинала 24. 12. 2008. г. Приступљено 08. 08. 2019.
- ^ а б „Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark” (Саопштење). Fermilab. 7. 8. 1977. Приступљено 24. 7. 2009.
- ^ а б M. Tanabashi; et al. (2018). Particle Data Group. „Review of Particle Physics”. Physical Review D. 98 (3): 030001. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001.
- ^ 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. Архивирано из оригинала (PDF) 12. 05. 2013. г. Приступљено 18. 12. 2012.
- ^ H. Harari (1975). „A new quark model for hadrons”. Physics Letters B. 57 (3): 265—269. Bibcode:1975PhLB...57..265H. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
- ^ K.W. Staley (2004). The Evidence for the Top Quark. Cambridge University Press. стр. 31—33. ISBN 978-0-521-82710-2.
- ^ L.M. Lederman (2005). „Logbook: Bottom Quark”. Symmetry Magazine. 2 (8). Архивирано из оригинала 4. 10. 2006. г.
- ^ S.W. Herb; 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). „Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions”. Physical Review Letters. 39 (5): 252. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252.
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa
- ^ Nave, C. R. „Transformation of Quark Flavors by the Weak Interaction”. HyperPhylsics.
Literatura
уреди- L. Lederman (1978). „The Upsilon Particle”. Scientific American. 239 (4): 72—81. Bibcode:1978SciAm.239d..72L. doi:10.1038/scientificamerican1078-72.
- R. Nave. „Quarks”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Приступљено 29. 6. 2008.
- A. Pickering (1984). Constructing Quarks. University of Chicago Press. стр. 114—125. ISBN 978-0-226-66799-7.
- J. Yoh (1997). „The Discovery of the b Quark at Fermilab in 1977: The Experiment Coordinator's Story” (PDF). Proceedings of Twenty Beautiful Years of Bottom Physics. AIP Conference Proceedings. 424: 29—42. Bibcode:1998AIPC..424...29Y. doi:10.1063/1.55114. Приступљено 24. 7. 2009.
- M.S. Sozzi (2008a). „Parity”. Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory. Oxford University Press. стр. 15–87. ISBN 978-0-19-929666-8.
- M.S. Sozzi (2008b). „Charge Conjugation”. Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory. Oxford University Press. стр. 88–120. ISBN 978-0-19-929666-8.
- M.S. Sozzi (2008c). „CP-Symmetry”. Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory. Oxford University Press. стр. 231–275. ISBN 978-0-19-929666-8.
- C. Amsler; et al. (2008). Particle Data Group. „Review of Particle Physics”. Physics Letters B. 667 (1): 1—1340. Bibcode:2008PhLB..667....1P. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018.
- S.S.M. Wong (1998). „Nucleon Structure”. Introductory Nuclear Physics (2nd изд.). New York (NY): John Wiley & Sons. стр. 21–56. ISBN 978-0-471-23973-4.
- W.E. Burcham, M. Jobes (1995). Nuclear and Particle Physics (2nd изд.). Longman Publishing. ISBN 978-0-582-45088-2.
- R. Shankar (1994). Principles of Quantum Mechanics (2nd изд.). New York (NY): Plenum Press. ISBN 978-0-306-44790-7.
- J. Steinberger (1989). „Experiments with high-energy neutrino beams”. Reviews of Modern Physics. 61 (3): 533—545. Bibcode:1989RvMP...61..533S. doi:10.1103/RevModPhys.61.533.
- K. Gottfried, V.F. Weisskopf (1986). „Hadronic Spectroscopy: G-parity”. Concepts of Particle Physics. 2. Oxford University Press. стр. 303—311. ISBN 978-0-19-503393-9.
- J.W. Cronin (1980). „CP Symmetry Violation—The Search for its origin” (PDF). The Nobel Foundation.
- V.L. Fitch (1980). „The Discovery of Charge—Conjugation Parity Asymmetry” (PDF). The Nobel Foundation. Архивирано из оригинала (PDF) 09. 08. 2017. г. Приступљено 08. 08. 2019.
- S.W. Herb; 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). „Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 Gev in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions”. Physical Review Letters. 39 (5): 252—255. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252.
- J.J. Aubert; Becker, U.; Biggs, P.; Burger, J.; Chen, M.; Everhart, G.; Goldhagen, P.; Leong, J.; McCorriston, T.; Rhoades, T.; Rohde, M.; Ting, Samuel; Wu, Sau; Lee, Y.; et al. (1974). „Experimental Observation of a Heavy Particle J”. Physical Review Letters. 33 (23): 1404—1406. Bibcode:1974PhRvL..33.1404A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1404.
- J.E. Augustin; Boyarski, A.; Breidenbach, M.; Bulos, F.; Dakin, J.; Feldman, G.; Fischer, G.; Fryberger, D.; et al. (1974). „Discovery of a Narrow Resonance in e+e− Annihilation”. Physical Review Letters. 33 (23): 1406—1408. Bibcode:1974PhRvL..33.1406A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1406.
- M. Gell-Mann (1964). „A Schematic of Baryons and Mesons”. Physics Letters. 8 (3): 214—215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
- Ahmad, Ishfaq (1965). „the Interactions of 200 MeV π± -Mesons with Complex Nuclei Proposal to Study the Interactions of 200 MeV π± -Mesons with Complex Nuclei” (PDF). CERN documents. 3 (5).
- G. Gamow (1988) [1961]. The Great Physicists from Galileo to Einstein (Reprint изд.). Dover Publications. стр. 315. ISBN 978-0-486-25767-9.
- E. Wigner (1937). „On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei”. Physical Review. 51 (2): 106—119. Bibcode:1937PhRv...51..106W. doi:10.1103/PhysRev.51.106.
- H. Yukawa (1935). „On the Interaction of Elementary Particles” (PDF). Proc. Phys. Math. Soc. Jap. 17 (48).
- W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne I”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачком). 77: 1—11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433.
- W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne II”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачком). 78 (3–4): 156—164. Bibcode:1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585.
- W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne III”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачком). 80 (9–10): 587—596. Bibcode:1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696.
Spoljašnje veze
уреди
- History of the discovery of the bottom quark / Upsilon meson Архивирано на сајту Wayback Machine (24. август 2017)