Quark fons

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Quark fons
Composició Partícula elemental
Grup Quark
Generació Tercera
Interaccions Interacció dèbil, forta, electromagnètica i gravitatòria
Estat Descoberta
Símbol b
Antipartícula Antiquark fons b
Teorització M. Kobayashi i T. Maskawa
Descoberta Leon M. Lederman[1]
Massa

4,19+0,18
−0,06
 GeV/c2 (Esquema MS)[2]

4,67+0,18
−0,06
 GeV/c2 (Esquema 1S)[2]
Càrrega elèctrica 13 e
Càrrega de color Blau, verd o vermell
Espín 12
Weak isospin projection LH: −12, RH: 0
Hipercàrrega dèbil LH: 13, RH: −23

El quark fons, també anomenat quark bellesa o quark b (del seu nom anglès bottom o beauty), és un quark de tercera generació amb una càrrega elèctrica elemental de - 1/3 e. Malgrat la cromodinàmica quàntica descriu tots els quarks de manera similar, el quark fons té una massa força gran (al voltant de 4.200 MeV/c2,[2] una mica més de quatre vegades la massa d'un protó), això combinat amb els baixos valors d'elements de Vub i Vcb de la matriu CKM, proporciona una signatura distintiva que fa que sigui relativament fàcil d'identificar experimentalment usant una tècnica anomenada B-tagging. Atès que la tercera generació de quarks és necessària a causa de la violació CP, els mesons que contenen el quark fons són les partícules més fàcils d'usar per a investigar aquest fenomen; en aquest sentit es duen a terme els experiments BaBar i Belle. El quark fons també és notable, ja que és un producte de gairebé totes les desintegracions dels quarks cim, i també seria un producte de la desintegració de l'hipotètic bosó de Higgs.

L'antipartícula del quark fons és l'antiquark fons que només es diferencia en què algunes de les seves propietats són d'igual magnitud però de signe oposat.

El quark fons va ser teoritzat el 1973 pels físics Makoto Kobayashi i Toshihide Maskawa per tal d'explicar la violació CP.[3] El nom de "fons" (bottom en anglès) va ser introduït el 1975 pel físic teòric israelià Haim Harari.[4][5] El quark fons va ser descobert el 1977 al Fermilab per l'equip dirigit per Leon Max Lederman quan van observar que les col·lisions produïen bottomonium.[1][6][7] Kobayashi i Maskawa van guanyar el Premi Nobel de Física del 2008 per la seva explicació de la violació CP.[8][9]

El quark fons pot desintegrar-se o bé en un quarks amunt o en un quark encantat a través de la interacció feble. Ambdues desintegracions són suprimides per la matriu CKM, provocant que la mitjana de vida de la majoria de les partícules fons sigui una mica superior (~10-12 s) a la de les partícules encantades (~10-13 s), però inferior a la de les partícules estranyes (de ~10-10 a ~10-8 s).


Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 «Discoveries at Fermilab - Discovery of the Bottom Quark». Fermilab, 7 August 1997.
  2. 2,0 2,1 2,2 K. Nakamura et al. (Particle Data Group). «PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'». Particle Data Group, 2011.
  3. M. Kobayashi, T. Maskawa. «CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction». Progress of Theoretical Physics, vol. 49, 2, 1973, pàg. 652–657. Bibcode: 1973PThPh..49..652K. DOI: 10.1143/PTP.49.652.
  4. H. Harari. «A new quark model for hadrons». Physics Letters B, vol. 57, 3, 1975, pàg. 265. Bibcode: 1975PhLB...57..265H. DOI: 10.1016/0370-2693(75)90072-6.
  5. K.W. Staley. The Evidence for the Top Quark. Cambridge University Press, 2004, p. 31–33. ISBN 9780521827102. 
  6. L.M. Lederman. «Logbook: Bottom Quark». Symmetry Magazine, vol. 2, 8, 2005.
  7. S.W. Herb et al.. «Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions». Physical Review Letters, vol. 39, 5, 1977, pàg. 252. Bibcode: 1977PhRvL..39..252H. DOI: 10.1103/PhysRevLett.39.252.
  8. 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi
  9. 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa