Dubinski kvark

Dubinski kvark (engl. ) ili b kvark, takođe poznat kao kvark lepote (engl. ), je kvark treće generacije sa naelektrisanjem od −1/3 . Drugi je po redu po masivnosti među 6 kvarkova. Masa mu je 4200 ². 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 .

Dubinski kvark

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	7000418000000000000♠4,18+0,04 −0,03 GeV/c2 (MS shema)[3] 7000465000000000000♠4,65+0,03 −0,03 GeV/c2 (1S shema)[4]
Raspad u	Čarobni kvark, ili Gornji kvark
Naelektrisanje	−1/3
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

Dubinski 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

„Gola” masa dubinskog kvarka je oko 7000418000000000000♠4,18 GeV/c^2[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 i određuju brzine, gde su oba ova raspada potisnuta, čineći životni vek dubinskih čestica (~10⁻¹² ) nešto višim od onih sa čarobnim česticama (~10⁻¹³ ), ali nižim od onih od stranim česticama (od ~10⁻¹⁰ do ~10⁻⁸ ).^[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 , i eksperimentima.

Hadroni koji sadrže dubinske kvarkove

Glavni članci: spisak bariona i spisak mezona

Neki 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 χ_b(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

• Model kvarkova
• B-fabrika
• B mezon