B-мезон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

B-мезоны — мезоны, состоящие из b-антикварка и верхнего (), нижнего (), странного () или очарованного () кварка.

Сочетание b-антикварка и t-кварка () считается невозможным из-за короткого времени жизни последнего[1]. Сочетание b-антикварка и b-кварка () является не B-мезоном, а боттомонием.

Каждый B-мезон имеет античастицы, которые состоят из b-кварка и верхнего (), нижнего (), странного () или очарованного () антикварков, соответственно.

Впервые B-мезоны были обнаружены в 1983 году на детекторе CLEO.

Характеристики[править | править код]

B-мезоны
Частица Символ Анти-
частица
Кварковый
состав
Заряд Изоспин
(I)
Спин и чётность
(JP)
Энергия покоя
эВ/c²)
S C B' Время жизни
(с)
Основная мода распада
B-мезон +1 12 0 5279,15 ± 0,31 0 0 +1 (1,638 ± 0,011)⋅10−12 См. B± моды распада
Нейтральный B-мезон 0 12 0 5279,53 ± 0,33 0 0 +1 (1,530 ± 0,009)⋅10−12 См. B0 моды распада
Странный B-мезон 0 0 0 5366,3 ± 0,6 −1 0 +1 (1,470+0,027
−0,026
)⋅10−12
См. B0
s
моды распада
Очарованный B-мезон +1 0 0 6276 ± 4 0 +1 +1 (0,46 ± 0,07)⋅10−12 См. B±
c
моды распада

B-мезон-антимезонные осцилляции[править | править код]

Нейтральные B-мезоны, B0 и B0
s
, могут спонтанно превращаться в свои античастицы и наоборот. Это явление называется осцилляцией ароматов[en]. Существование осцилляции нейтральных B-мезонов является одним из основных предсказаний Стандартной модели элементарных частиц. Она была измерена в системе и составила около 0,496 пс−1[2], а в системе  — около Δms = 17,77 ± 0,10стат. ± 0,07сист. пс−1. Измерения проводились в эксперименте CDF[en] лаборатории Ферми[3]. Первая оценка нижнего и верхнего пределов величины осцилляции для системы была проведена также лабораторией Ферми в ходе эксперимента D0[en][4].

25 сентября 2006 года лаборатория Ферми объявила о подтверждении ранее теоретически открытых Bs-мезонных осцилляций.[5] По данным пресс-релиза лаборатории Ферми:

Это первое крупное открытие Run 2 продолжает традицию открытий лаборатории Ферми в физике элементарных частиц, где были открыты нижний (1977) и верхний (1995) кварки. Удивительно, но странное поведение B_s (произносится как «B Sub S»)-мезонов фактически предсказывается Стандартной моделью элементарных частиц и сил. Открытие этого колебательного поведения, таким образом, ещё раз подтверждает точность Стандартной модели…
Ранее на CDF учёные-физики измерили скорость переходов вещество-антивещество для B_s мезона, состоящего из тяжелого прелестного кварка, связанного со странным антикварком сильным ядерным взаимодействием. В настоящее время они достигли стандарта для открытий в области физики элементарных частиц, в котором вероятность ошибочных наблюдений должна быть доказано меньше, чем 5 к 10 млн. (510 000 000). Для результатов CDF эта вероятность ещё меньше, 8 к 100 млн. (8100 000 000).

Рональд Котлак, пишущий для Chicago Tribune, назвал частицу «странной» и заявил, что мезон «может открыть дверь в новую эру физики» из-за его доказанного взаимодействия с «жуткой антиматерией»[6].

14 мая 2010 года физики из Национальной ускорительной лаборатории Ферми сообщили, что для материи осцилляции затухают на 1 % чаще, чем для антиматерии, что может помочь объяснить превосходство вещества над антивеществом в наблюдаемой Вселенной[7]. Тем не менее, результаты, полученные после обработки больших объёмов данных с детектора LHCb, не показали никаких существенных отклонений от Стандартной модели[8][нет в источнике].

Примечания[править | править код]

  1. A. Quadt (2006). “Top quark physics at hadron colliders”. European Physical Journal C. 48 (3): 835—1000. Bibcode:2006EPJC...48..835Q. DOI:10.1140/epjc/s2006-02631-6.
  2. http://repository.ubn.ru.nl/bitstream/2066/26242/1/26242.pdf
  3. A. Abulencia et al. (CDF Collaboration) (2006). “Observation of Bs-Bsbar Oscillations”. Physical Review Letters. 97 (24): 242003. arXiv:hep-ex/0609040. Bibcode:2006PhRvL..97x2003A. DOI:10.1103/PhysRevLett.97.242003.
  4. V.M. Abazov et al. (D0 Collaboration) (2006). “Direct Limits on the Bs0 Oscillation Frequency” (PDF). Physical Review Letters. 97 (2): 021802. arXiv:hep-ex/0603029. Bibcode:2006PhRvL..97b1802A. DOI:10.1103/PhysRevLett.97.021802.
  5. Fermilab (25 September 2006). It might be…It could be…It is!!!. Пресс-релиз. Проверено 2007-12-08.
  6. R. Kotulak. Antimatter discovery could alter physics: Particle tracked between real world, spooky realm, en:Deseret News (26 September 2006). Проверено 8 декабря 2007.
  7. A New Clue to Explain Existence
  8. Article on LHCb results

Ссылки[править | править код]