Quark t

t -quark (quark verdadero, quark top)  (t )
Compuesto partícula fundamental
Una familia Fermión
Grupo Cuarc
Generación Tercero
Participa en interacciones fuerte ,
débil ,
electromagnético ,
gravitacional
Número de tipos 3
Peso 173,1 ± 0,6 GeV / c2 [ 1 ]
Toda la vida ~5⋅10 −25  s [2]
Ancho de caída 1.41+0.19
-0.15GeV [3]
canales de descomposición W + segundo
Descubierto Colaboraciones CDF y D0 , 1994
números cuánticos
Carga eléctrica +2/3 mi
carga de color r, g, b
Girar ½ ħ

El quark t (abreviatura detop quark [4] ,ing. top quark) otrue quark(ing. Truth quark [5] ) es unquarkcon una carga de +(2/3) e , perteneciente a la tercerageneración.

Propiedades

Con una masa de 173,2 ± 0,7 GeV / c 2 [3] , el quark t es la más masiva de todas las partículas del modelo estándar ; su masa es cercana a la masa del núcleo de renio [6] . El tiempo de vida del quark t es de aproximadamente 5×10 −25 segundos [7] , un orden de magnitud menor que la escala de tiempo de la interacción fuerte (≈3×10 −24 segundos). Debido a su corta vida, no tiene tiempo de hadronizarse después de la aparición (convertirse en parte del hadrón ) y se comporta como un quark "desnudo"; por lo tanto, no hay hadrones que contengan un quark t de valencia (los quarks t virtuales, estrictamente hablando, están presentes en cualquier hadrón).

Casi siempre se desintegra en b -quark y W - bosón ( desintegración débil ) [8] ; Aproximadamente el 9% de las desintegraciones ocurren con la radiación de un leptón cargado de luz ( electrón o muón ) y el neutrino correspondiente . La descomposición con la emisión de un leptón τ pesado aún no se ha observado con estadísticas suficientemente significativas. Los canales de desintegración electromagnética se suprimen ( no se detectó la desintegración radiativa en quarks u o c más ligeros por las reacciones t  →  γ u , t  → γ c , la probabilidad experimental de tales reacciones es inferior al 0,6 %). Se han predicho reacciones débiles similares con la emisión de un bosón Z en lugar de un fotón ( t  →  Z 0 u , t  →  Z 0 c ), pero aún no se han observado de forma fiable (la probabilidad es inferior al 14 %). El decaimiento del quark t debido a la interacción fuerte está prohibido, ya que las interacciones fuertes ( intercambio de gluones ) pueden cambiar el color del quark , pero no cambian su sabor .

El quark top, debido a su gran masa y constante de acoplamiento de Yukawa cercana a la unidad para esta partícula ( donde v = 246 GeV  es el valor esperado de vacío del campo de Higgs ), influye fuertemente en una serie de cantidades observables debido a la interacción electrodébil, debido a la participación del quark t en las correcciones de bucle cuántico del Modelo Estándar. En particular, aún no se sabe si el vacío del modelo estándar es estable o si decae espontáneamente debido al hecho de que la constante de autoacción de Higgs "en funcionamiento" (dependiente de la energía) λ H a altas energías se vuelve menor que su valor a energía cero. λ H depende significativamente (a través de la contribución a las correcciones del bucle de vacío) de la masa del quark top, sin embargo, la precisión de la medición de m t (alrededor del 0,37 % para 2017) aún no nos permite resolver el problema de la estabilidad del vacío [ 2] .

Historial de descubrimientos

La búsqueda del quark top continuó durante unos 20 años [2] . Fue descubierto en 1994-1995 en experimentos en el colisionador Tevatron en el laboratorio estadounidense Fermilab por las colaboraciones CDF [9] y D0 [10] . La mayor parte de los datos experimentales se acumularon durante 1994. Los documentos que anuncian el descubrimiento fueron enviados a Physical Review Letters por las colaboraciones CDF y D0 el 26 de febrero de 1995. El contenido de los artículos no se reveló hasta el anuncio oficial del descubrimiento, que tuvo lugar en un seminario en Fermilab el 2 de marzo de 1995, simultáneamente con la publicación de ambos artículos [2] .

Antes del lanzamiento del Gran Colisionador de Hadrones , el Tevatron era la única instalación experimental en el mundo donde podían nacer un par de t -quarks. La energía de un par protón - antiprotón que choca en el sistema del centro de masa en este acelerador es de 1,96 TeV. A esta energía, los pares t -quark +  t - antiquark se producen con una sección transversal de alrededor de 7 picobarns , lo que coincide con la predicción del modelo estándar (6,7–7,5 picobarns para una masa de t -quark de 175 GeV/ c 2 ).

El descubrimiento del t -quark, muchas de cuyas propiedades fueron predichas por el Modelo Estándar, finalmente confirmó la realidad de los quarks [11] .

Notas

  1. ↑ UNA REVISIÓN VA AQUÍ: consulte nuestra Lista de revisiones de WWW t-Quark Mass (Medidas directas) . Consultado el 27 de febrero de 2018. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2018.
  2. ↑ 1 2 3 4 Boos E. E., Brandt O., Denisov D., Denisov S. P., Grannis P. Top quark (en el vigésimo aniversario del descubrimiento)  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Academia Rusa de Ciencias , 2015. - T. 185 . - S. 1241-1269 . - doi : 10.3367/UFNr.0185.201512a.1241 .
  3. ↑ 1 2 [https://web.archive.org/web/20161201063552/http://pdg.lbl.gov/2016/listings/rpp2016-list-t-quark.pdf Archivado el 1 de diciembre de 2016 en Wayback Machine Archivado el 1 de diciembre de 2016 en la tabla Resumen de propiedades de t -quark  de Wayback Machine en Particle Data Group (2016). ]
  4. ↑ Preguntas frecuentes: Top quark 7 datos sobre la partícula más masiva en el modelo estándar . Fecha de acceso: 8 de mayo de 2014. Archivado desde el original el 8 de mayo de 2014.
  5. ↑ Harry Potter y los Métodos de la Racionalidad, Capítulo 8: Sesgo Positivo..... Línea 11 . www.hpmor.com . Consultado el 2 de octubre de 2019. Archivado desde el original el 13 de octubre de 2019.
  6. ↑ Elert, Glenn Cromodinámica cuántica . El hipertexto de física . Consultado el 23 de marzo de 2019. Archivado desde el original el 23 de marzo de 2019.
  7. ↑ Quadt A. Física de quarks top en colisionadores de hadrones  // European Physical  Journal C : diario. - 2006. - vol. 48 , núm. 3 . - Pág. 835-1000 . -doi : 10.1140 / epjc/s2006-02631-6 . - .
  8. ↑ Grupo de Trabajo Electrodébil de Tevatron, Subgrupo Superior . Fecha de acceso: 27 de mayo de 2009. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2009.
  9. ↑ Abe F. et al . Observación de la producción de quarks superiores en colisiones ppbar con el detector colisionador en Fermilab  // Cartas de revisión física  : diario  . - 1995. - vol. 74 , núm. 14 _ - Pág. 2626-2631 . -doi : 10.1103 / PhysRevLett.74.2626 . - . —PMID 10057978 .
  10. ↑ Abachi S. et al . Búsqueda de alta producción masiva de quarks top en ppbar Colisiones a s ½  = 1,8 TeV  // Cartas de revisión física  : diario  . - 1995. - vol. 74 , núm. 13 _ - Pág. 2422-2426 . -doi : 10.1103 / PhysRevLett.74.2422 . - .
  11. ↑ Más caliente que el sol. Confinamiento y la Realidad de los Quarks . Lenta.Ru (28 de junio de 2012). Fecha de acceso: 26 de enero de 2014. Archivado desde el original el 4 de enero de 2014.

Literatura

Enlaces

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