b-кварк

b-кварк (боттом-кварк, бьюти-кварк, прелестный кварк) *( $\text{[math]}$* b)
b-кварк (боттом-кварк, бьюти-кварк, прелестный кварк) (b)
Состав	фундаментальная частица
Семья	Фермион
Группа	Кварк
Поколение	Третье
Участвует во взаимодействиях	сильное, ; слабое, ; электромагнитное, ; гравитационное
Античастица	b-антикварк (b)
Кол-во типов	3
Масса	4,67+ 0,18; − 0,06 ГэВ/c2 (1S-масса; может отличаться для других определений массы)
Время жизни	~10−12 с
Обнаружена	коллаборация Колумбия — Фермилаб — Стони Брук (эксперимент E288, Леон Ледерман и др.), 1977
Квантовые числа
Электрический заряд	−⅓ e
Цветной заряд	r, g, b
Спин	½ ħ

$\text{[math]}$ b-кварк (синонимы: бо́ттом-кварк (англ. bottom), бью́ти-кварк (англ. beauty), преле́стный кварк, краси́вый кварк^[1]) — кварк с зарядом −⅓ $\text{[math]}$ e, принадлежащий к третьему поколению. Он является более лёгким членом слабого кваркового дублета третьего поколения, в который входит также значительно более тяжёлый $\text{[math]}$ t-кварк. Имеет массу 4,2−4,7 ГэВ (в зависимости от метода определения массы), почти в 5 раз тяжелее нуклона. Время жизни $\text{[math]}$ b-кварка составляет около 10⁻¹² с. Элементы матрицы Кабиббо — Кобаяси — Маскавы $\text{[math]}$ V_ub и $\text{[math]}$ V_cb, связывающие этот кварк с $\text{[math]}$ u- и $\text{[math]}$ c-кварком, малы (в связи с тем, что распад $\text{[math]}$ b-кварка, как самого лёгкого кварка третьего поколения, может происходить только с изменением поколения). Поэтому распады $\text{[math]}$ b-кварка легко идентифицируемы (его большая масса также облегчает экспериментальную идентификацию).

История открытияПравить

Существование третьего поколения кварков, включающего $\text{[math]}$ b- и $\text{[math]}$ t-кварки, было предсказано в 1973 году Макото Кобаяси и Тосихидэ Маскавой для объяснения явления нарушения CP-симметрии^[2].

Экспериментальное подтверждение данное предсказание получило в 1977 году в лаборатории Фермилаб коллаборацией Колумбия—Фермилаб—Стони Брук (эксперимент E288 по изучению протонных столкновений, руководитель — Леон Ледерман и др.): в этом эксперименте была открыта ипсилон-частица — векторный $\text{[math]}$ ϒ-мезон, образованный $\text{[math]}$ b-кварком и $\text{[math]}$ b-антикварком. Почти сразу же последовало открытие возбуждённых состояний системы $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $b{\overline {b}}$ : мезонных резонансов $\text{[math]}$ ϒ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $^{'}$ , $\text{[math]}$ ϒ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $^{″}$ и $\text{[math]}$ ϒ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $^{‴}$ ^[3]^[4].

Процессы, происходящие с участием $\text{[math]}$ b-кварка, носят жаргонное название «B-физика». Поскольку распады $\text{[math]}$ b-кварка в кварки более лёгкого аромата сильно подавлены и происходят в основном через слабые взаимодействия, то в системах, содержащих эту частицу, наблюдаются многие интересные процессы — в частности, нарушение CP-чётности, осцилляции нейтральных B-мезонов, процессы с вкладом петлевых («пингвинных», англ. penguin diagram, и «ящичных», англ. box diagram) диаграмм. Многие исследования в области B-физики в 2000-е годы выполнены в экспериментах BaBar (Станфордский центр линейного ускорителя, США) и Belle (KEK, Япония).

Адроны, содержащие $\text{[math]}$ b-кваркПравить

Ипсилон-мезон ( $\text{[math]}$ ϒ-мезон, боттомоний) содержит $\text{[math]}$ b-кварк и $\text{[math]}$ b-антикварк.
$\text{[math]}$ B^±-, $\text{[math]}$ B⁰-мезоны содержат $\text{[math]}$ b-кварк и кварк (или антикварк) первого поколения ( $\text{[math]}$ u- или $\text{[math]}$ d-кварк).
$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $B_{s}^{0}$ -мезоны содержат $\text{[math]}$ b-кварк и $\text{[math]}$ s-кварк.
$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $B_{c}^{\pm }$ -мезоны содержат $\text{[math]}$ b-кварк и $\text{[math]}$ c-кварк.
Барионы, содержащие $\text{[math]}$ b-кварк и два более лёгких кварка ( $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\Lambda _{b}^{0}$ и т. д.).

См. такжеПравить

$\text{[math]}$ t-кварк

ПримечанияПравить

↑ Большой энциклопедический словарь. Физика / под ред. А. М. Прохорова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — С. 279.
↑ Пескин М., Шрёдер Д. . Введение в квантовую теорию поля. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. — 784 с. — ISBN 5-93972-083-8. — С. 681.
↑ Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. 2-е изд. — М.: Наука, 1983. — С. 389. — 400 с.
↑ Намбу Ё. Кварки. — М.: Мир, 1984. — С. 129. — 225 с.

СсылкиПравить

[1] Большой энциклопедический словарь. Физика / под ред. А. М. Прохорова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — С. 279.

[2] Пескин М., Шрёдер Д. . Введение в квантовую теорию поля. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. — 784 с. — ISBN 5-93972-083-8. — С. 681.

[3] Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. 2-е изд. — М.: Наука, 1983. — С. 389. — 400 с.

[4] Намбу Ё. Кварки. — М.: Мир, 1984. — С. 129. — 225 с.

[1]

[2]

[3]

[4]