31-08-2023
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 последнего[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.
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. Bs0 моды распада | |||
Очарованный B-мезон | +1 | 0 | 0− | 6276±4 | 0 | +1 | +1 | 0,46±0,07×10−12 | См. Bc± моды распада |
Нейтральные B-мезоны, B0 и Bs0, могут спонтанно превращаться в свои античастицы и наоборот. Это явление называется осцилляцией ароматовЁЁ[Neutral particle oscillation]. 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 эксперименте CDF[en] лаборатории Ферми[3]. Первая оценка нижнего и верхнего пределов величины осцилляции для системы была проведена также лабораторией Ферми в ходе эксперимента D0[en][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 ученые-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. (1⁄5/10 000 000). Для результатов CDF эта вероятность ещё меньше, 8 к 100 млн. (1⁄8/100 000 000).
Рональд Котлак, 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].
B-мезон.