B-мезон

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search

B-мезонымезоны, якія складаюцца з b-антыкварка і верхняга (), ніжняга (), дзіўнага () ці чароўнага () кварка.

Спалучэнне b-антыкварка і t-кварка () лічыцца немагчымым з-за кароткага часу жыцця апошняга[1]. Спалучэнне b-антыкварка і b-кварка () з'яўляецца не B-мезонам, а батамоніем[ru].

Кожны B-мезон мае антычасціцы, якія складаюцца з b-кварка і верхняга (), ніжняга (), дзіўнага () ці чароўнага () антыкваркаў, адпаведна.

Упершыню B-мезоны былі выяўлены ў 1983 годзе на дэтэктары CLEO[en].

Характарыстыкі[правіць | правіць зыходнік]

B-мезоны
Часціца Сімвал Анты-
часціца
Кваркавы
састаў
Зарад Ізаспін
(I)
Спін і цотнасць
(JP)
Энергія спакою
эВ/c²)
S C B' Час жыцця
(с)
Асноўная мода распаду
B-мезон +1 12 0 5279.15±0.31 0 0 +1 1.638±0.011×10−12 Гл. B± моды распаду
Нейтральны B-мезон 0 12 0 5279.53±0.33 0 0 +1 1.530±0.009×10−12 Гл. B0 моды распаду
Дзіўны B-мезон[en] 0 0 0 5366.3±0.6 −1 0 +1 1.470±0.027×10−12 Гл. B0s моды распаду
Чароўны B-мезон +1 0 0 6276±4 0 +1 +1 0.46±0.07×10−12 Гл. B±c моды распаду

B-мезон-антымезонныя асцыляцыі[правіць | правіць зыходнік]

Нейтральныя B-мезоны, B0 і B0s, могуць спантанна ператварацца ў свае антычасціцы і наадварот. Гэта з'ява называецца асцыляцыяй водараў[en]. Існаванне асцыляцыі нейтральных B-мезонаў з'яўляецца адным з асноўных прадказанняў Стандартнай мадэлі элементарных часціц. Яна была вымерана ў сістэме і склала[2] каля 0,496 пс−1, а ў сістэме — каля Δms = 17,77 ± 0,10стат. ± 0,07сіст. пс−1. Вымярэнні праводзіліся ў эксперименте CDF(англ.) бел. лабараторыі Фермі[3]. Першая ацэнка ніжняй і верхняй граніц велічыні асцыляцыі для сістэмы была праведзена таксама лабараторыяй Фермі ў эксперыменце D0(англ.) бел.[4].

25 верасня 2006 года лабараторыя Фермі аб'явіла аб пацвярджэнні раней тэарэтычна адкрытых Bs-мезонных асцыляцый[5]. Па даных прэс-рэліза лабараторыі Фермі:

Гэта першае значнае адкрыццё Run 2 працягвае традыцыю адкрыццяў лабараторыі Фермі ў фізіцы часціц, дзе былі адкрыты ніжні (1977) і верхні (1995) кваркі. На здзіўленне, незвычайныя паводзіны Bs-мезонаў фактычна прадказваюцца Стандартнаю мадэллю элементарных часціц і сіл. Адкрыццё гэтых хістальных паводзін, такім чынам, яшчэ раз пацвярджае дакладнасць Стандартнай мадэлі…

Раней на CDF фізікі вымералі скорасць пераходаў рэчыва-антырэчыва для Bs мезона, састаўленага з цяжкага прывабнага кварка, звязанага моцным ядзерным узаемадзеяннем з дзіўным антыкваркам. Цяпер яны дасягнулі стандарту для адкрыццяў у вобласці фізікі часціц, дзе імавернасць памылковых назіранняў павінна быць доказна меншая, чым 5 к 10 млн. (510 000 000). Для вынікаў CDF гэта імавернасць яшчэ меншая, 8 к 100 млн. (8100 000 000).

Рональд Котлак, які піша для Chicago Tribune, назваў часціцу «эксцэнтрычнай» (англ.: «bizarre») і заявіў, што мезон «можа адкрыць дзверы ў новую эру фізікі» з-за яго даказанага ўзаемадзеяння са «злавесным царствам антыматэрыі» (англ.: «spooky realm of antimatter»)[6].

14 мая 2010 года фізікі з Нацыянальнай паскаральнай лабараторыі Фермі паведамілі, што для матэрыі асцыляцыі затухаюць на 1 % часцей, чым для антыматэрыі, што можа памагчы растлумачыць перавагу рэчыва над антырэчывам у назіраемым Сусвеце[7]. Тым не менш, вынікі, атрыманыя пасля апрацоўкі вялікіх аб'ёмаў даных з дэтэктара LHCb, не паказалі някіх істотных адхіленняў ад Стандартнай мадэлі[8].

Рэдкія распады[правіць | правіць зыходнік]

B-мезоны з'яўляюцца важнай пробай для аналізу квантавай хромадынамікі[9]. Розныя незвычайныя каналы распаду B-мезонаў адчувальныя да фізічных працэсаў за межамі Стандартнай мадэлі. Вымярэнне гэтых рэдкіх прадуктаў распаду ўстанаўлівае абмежаванні на новыя часціцы. Эксперымент LHCb шукаў і назіраў некалькі гэтых распадаў, такіх як Bsµ+µ.[10]

21 лютага 2017 года калабарацыя LHCb аб'явіла, што рэдкі распад нейтральнага B-мезона на два процілегла зараджаныя каоны назіраўся са статыстычнай значнасцю[en] 5σ.[11]

Зноскі[правіць | правіць зыходнік]

  1. A. Quadt (2006). "Top quark physics at hadron colliders". European Physical Journal C 48 (3): 835–1000. doi:10.1140/epjc/s2006-02631-6. Bibcode2006EPJC...48..835Q. 
  2. M. Acciarri et al. (L3 Collaboration) (1996). "Measurement of the B0d meson oscillation frequency". Physics Letters B 383 (4): 487-498. doi:10.1016/0370-2693(96)00768-X. http://repository.ubn.ru.nl/bitstream/2066/26242/1/26242.pdf. 
  3. A. Abulencia et al. (CDF Collaboration) (2006). "Observation of B0
    s
    B0
    s
    Oscillations". Physical Review Letters 97 (24): 242003. doi:10.1103/PhysRevLett.97.242003. Bibcode2006PhRvL..97x2003A.
     
  4. V.M. Abazov et al. (D0 Collaboration) (2006). "Direct Limits on the B0s Oscillation Frequency". Physical Review Letters 97 (2): 021802. doi:10.1103/PhysRevLett.97.021802. Bibcode2006PhRvL..97b1802A. http://www-d0.fnal.gov/www_buffer/pub/pub_287.pdf. 
  5. Fermilab (25 September 2006). It might be…It could be…It is!!!. Прэс-рэліз. Праверана 2007-12-08.
  6. R. Kotulak. Antimatter discovery could alter physics: Particle tracked between real world, spooky realm , en:Deseret News (26 September 2006). Праверана 8 снежня 2007.
  7. A New Clue to Explain Existence
  8. Article on LHCb results
  9. CMS Collaboration; LHCb Collaboration (2015-06-04). "Observation of the rare B0s→µ+µ decay from the combined analysis of CMS and LHCb data". Nature 522 (7554): 68–72. doi:10.1038/nature14474. PMID 26047778. Bibcode2015Natur.522...68C. http://www.nature.com/nature/journal/v522/n7554/full/nature14474.html. 
  10. Aaij, R.; Beteta, C. Abellán; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Affolder, A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Albrecht, J. (2015-10-16). "Search for the rare decays B0→J/ψγ and B0s→J/ψγ". Physical Review D 92 (11). doi:10.1103/PhysRevD.92.112002. Bibcode2015PhRvD..92k2002A. 
  11. Aaij, R., et al. (2017-02-21). "Observation of the Annihilation Decay Mode B0→K+K−". Physical Review Letters 118 (8). doi:10.1103/PhysRevLett.118.081801. Bibcode2017PhRvL.118h1801A. 

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]