B-мезон

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 t-кварка[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

B-мезоны
Частица Символ Анти-
частица 		Кварковый
состав 		Заряд Изоспин
(I) 		Спин и чётность
(JP) 		Энергия покоя
(МэВ/c²) 		S C B' Время жизни
(с) 		Основная мода распада
B-мезон +1 1⁄2 0− 5279,15 ± 0,31 0 0 +1 (1,638 ± 0,011)⋅10−12 См. B± моды распада
Нейтральный B-мезон 0 1⁄2 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

Нейтральные B-мезоны, B0 и B0
s, могут спонтанно превращаться в свои античастицы и наоборот. Это явление называется осцилляцией ароматов. 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 экспериментеCDF||CDF experiment}} лаборатории Ферми[3]. Первая оценка нижнего и верхнего пределов величины осцилляции для системы была проведена также лабораторией Ферми в ходе экспериментаD0||D0 experiment}}[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. (5⁄10 000 000). Для результатов CDF эта вероятность ещё меньше, 8 к 100 млн. (8⁄100 000 000).

Рональд Котулак, 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].

Примечания

Ссылки


Категории