Ero sivun ”Pohjakvarkki” versioiden välillä
[katsottu versio] | [katsottu versio] |
p {{lupaava artikkeli -ehdotus}} |
ots +-w -epäolennaista pois johdannosta |
||
Rivi 23: | Rivi 23: | ||
}} |
}} |
||
'''B-kvarkki''' (engl. beauty tai bottom) eli '''kaunis-kvarkki''' tai '''pohja-kvarkki''' on [[alkeishiukkanen]] ja yksi kuudesta [[kvarkki]]tyypistä |
'''B-kvarkki''' (engl. beauty tai bottom) eli '''kaunis-kvarkki''' tai '''pohja-kvarkki''' on [[alkeishiukkanen]] ja yksi kuudesta [[kvarkki]]tyypistä. Vastaava antihiukkanen on b-antikvarkki. |
||
==Ominaisuudet== |
|||
B-kvarkin [[spin]] on 1/2 ja [[baryoniluku]] 1/3, kuten kaikilla muillakin kvarkeilla. Lisäksi b-kvarkilla [[isospin]] ''I<sub>3</sub>'' on 0 ja [[sähkövaraus]] -1/3[[alkeisvaraus|e]]. Siihen liittyy oma [[kauneus (kvanttiluku)|kauneudeksi]] kutsuttu kvanttiluku, jonka arvoksi kvarkille on määritelty -1. B-kvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin t-kvarkin kanssa.<ref name="LMFJ">{{Kirjaviite | Tekijä = Jukka Maalampi, Tapani Perko| Nimeke = Lyhyt modernin fysiikan johdatus, 4. korjattu painos| Kappale = | Sivu = 184–187| Selite = |Julkaisupaikka = Helsinki| Julkaisija = Limes ry | Vuosi = 2006| Tunniste = ISBN 951-745-213-6 | Viitattu = | Kieli = {{fi}}}}</ref> B-kvarkin [[massa]] on noin 4000–4500 MeV, mikä tekee siitä yli neljä kertaa [[protoni]]a raskaamman ja selvästi raskaamman kuin neljä kevyempää kvarkkia.<ref name="YAF7">[http://tfy.tkk.fi/aes/AES/courses/crspages/Tfy-0.3243/luku7.pdf Antti Hakola: Ydin- ja alkeishiukkasfysiikka, Raportti TKK-F-B204, ISBN 978-951-22-9178-6, luku 7]</ref> |
B-kvarkin [[spin]] on 1/2 ja [[baryoniluku]] 1/3, kuten kaikilla muillakin kvarkeilla. Lisäksi b-kvarkilla [[isospin]] ''I<sub>3</sub>'' on 0 ja [[sähkövaraus]] -1/3[[alkeisvaraus|e]]. Siihen liittyy oma [[kauneus (kvanttiluku)|kauneudeksi]] kutsuttu kvanttiluku, jonka arvoksi kvarkille on määritelty -1. B-kvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin t-kvarkin kanssa.<ref name="LMFJ">{{Kirjaviite | Tekijä = Jukka Maalampi, Tapani Perko| Nimeke = Lyhyt modernin fysiikan johdatus, 4. korjattu painos| Kappale = | Sivu = 184–187| Selite = |Julkaisupaikka = Helsinki| Julkaisija = Limes ry | Vuosi = 2006| Tunniste = ISBN 951-745-213-6 | Viitattu = | Kieli = {{fi}}}}</ref> B-kvarkin [[massa]] on noin 4000–4500 MeV, mikä tekee siitä yli neljä kertaa [[protoni]]a raskaamman ja selvästi raskaamman kuin neljä kevyempää kvarkkia.<ref name="YAF7">[http://tfy.tkk.fi/aes/AES/courses/crspages/Tfy-0.3243/luku7.pdf Antti Hakola: Ydin- ja alkeishiukkasfysiikka, Raportti TKK-F-B204, ISBN 978-951-22-9178-6, luku 7]</ref> |
||
==Tutkimus== |
|||
B-kvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin ja sen ominaisuudet johdettiin teoreettisesti lähes kymmenen vuotta alkuperäisen mallin jälkeen, vuonna [[1973]], selittämään [[CP-rikko|CP-symmetrian rikkoutumista]] tietyissä hiukkasreaktioissa. Ensimmäinen todistettavasti b-kvarkin sisältävä hiukkanen, ''bottomium''-mesoni [[ypsilon-mesoni|ypsilon]], löydettiin |
B-kvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin ja sen ominaisuudet johdettiin teoreettisesti lähes kymmenen vuotta alkuperäisen mallin jälkeen, vuonna [[1973]], selittämään [[CP-rikko|CP-symmetrian rikkoutumista]] tietyissä hiukkasreaktioissa. Ensimmäinen todistettavasti b-kvarkin sisältävä hiukkanen, ''bottomium''-mesoni [[ypsilon-mesoni|ypsilon]], löydettiin 1977.<ref name="LMFJ"/> Nykyisin b-kvarkin sisältäviä hiukkasia tunnetaan useita. Ne ovat kaikki varsin lyhytikäisiä ja useimmat [[mesoni|mesoneita]]. Näistä vuonna 2011 havaittu [[χb(3P)|χ<sub>b</sub>(3P)]] niminen mesonitila oli ensimmäinen [[LHC]]-kiihdyttimellä löydetty hiukkanen.<ref>http://arxiv.org/abs/1112.5154v4</ref> Hiukkasia, jotka sisältävät b-kvarkin etsitään yleisesti [[b-tagging]]iksi kutsutulla menetelmällä, joka perustuu hiukkaskiihdyttimessä aiheutetussa törmäyksessä syntyvien tietynlaisten hadronisuihkujen etsimiseen.<ref>http://www2.uni-wuppertal.de/FB8/groups/Teilchenphysik/Seminar/TopSeminar_WS05-06/btagging-algs.pdf</ref><ref>http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-known-apparently-elementary-particles/jets-the-manifestation-of-quarks-and-gluons/b-tagging-identifying-jets-from-bottom-quarks/</ref> |
||
Koska kvarkkidupletteja tunnettiin aikaisemmin vain kaksi (u- ja d-kvarkkien dupletti sekä c- ja s-kvarkkien dupletti), hiukkasen teorian kehittäneet [[Makoto Kobayashi]] ja [[Toshihide Maskawa]] saivat [[Nobelin fysiikanpalkinto|Nobelin fysiikanpalkinnon]] vuonna |
Koska kvarkkidupletteja tunnettiin aikaisemmin vain kaksi (u- ja d-kvarkkien dupletti sekä c- ja s-kvarkkien dupletti), hiukkasen teorian kehittäneet [[Makoto Kobayashi]] ja [[Toshihide Maskawa]] saivat [[Nobelin fysiikanpalkinto|Nobelin fysiikanpalkinnon]] vuonna 2008 kolmannen kvarkkidupletin olemassaolon ennustamisesta.<ref>http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/index.html</ref> |
||
Suuren massansa vuoksi b-kvarkin elinikä on vain 1,3 · 10<sup>-12</sup> sekuntia.<ref name="HYP">[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html HyperPhysics: Kvarkit] {{en}}</ref> Osoittautuu, että se on raskain kvarkki, joka pystyy muodostamaan [[hadroni]]n<ref name="LMFJ"/>. B-kvarkin suuren massan vuoksi b-kvarkista ja sen antikvarkista muodostuvat bottomium-mesonitilat ovat yhdessä c-kvarkin vastaavien tilojen kanssa tärkeitä kvarkkien välisen voiman tutkimuskohteita, sillä [[suhteellisuusteoria|relativistisia]] vaikutuksia ei tarvitse niiden kohdalla huomioida. Lisäksi [[heikko vuorovaikutus|heikossa vuorovaikutuksessa]] tapahtuva kvarkkitilojen sekoittuminen eli kvarkkien muuttuminen toisikseen on b-kvarkin tapauksessa olemattoman vähäistä.<ref name="YAF7"/> B-kvarkin hajotessa syntyy [[s-kvarkki|s-kvarkki]] sekä [[virtuaalihiukkanen|virtuaalisen]] [[W-bosoni|W<sup>-</sup>-bosonin]] kautta muodostuu [[elektroni]] ja [[neutriino|elektronin antineutriino]].<ref name="HYP"/> |
Suuren massansa vuoksi b-kvarkin elinikä on vain 1,3 · 10<sup>-12</sup> sekuntia.<ref name="HYP">[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html HyperPhysics: Kvarkit] {{en}}</ref> Osoittautuu, että se on raskain kvarkki, joka pystyy muodostamaan [[hadroni]]n<ref name="LMFJ"/>. B-kvarkin suuren massan vuoksi b-kvarkista ja sen antikvarkista muodostuvat bottomium-mesonitilat ovat yhdessä c-kvarkin vastaavien tilojen kanssa tärkeitä kvarkkien välisen voiman tutkimuskohteita, sillä [[suhteellisuusteoria|relativistisia]] vaikutuksia ei tarvitse niiden kohdalla huomioida. Lisäksi [[heikko vuorovaikutus|heikossa vuorovaikutuksessa]] tapahtuva kvarkkitilojen sekoittuminen eli kvarkkien muuttuminen toisikseen on b-kvarkin tapauksessa olemattoman vähäistä.<ref name="YAF7"/> B-kvarkin hajotessa syntyy [[s-kvarkki|s-kvarkki]] sekä [[virtuaalihiukkanen|virtuaalisen]] [[W-bosoni|W<sup>-</sup>-bosonin]] kautta muodostuu [[elektroni]] ja [[neutriino|elektronin antineutriino]].<ref name="HYP"/> |
Versio 18. joulukuuta 2012 kello 13.33
Tätä artikkelia on ehdotettu lupaavaksi artikkeliksi. Lupaava artikkeli -laatumerkinnän on tarkoitus kertoa, että yhteisön mielestä artikkeli sisältää selkeät perustiedot aiheestaan ja on muutenkin kunnossa. Artikkelin keskustelusivulla voit ottaa asiaan kantaa.
|
b-kvarkki | |
---|---|
Symboli | b |
Rakenne | Alkeishiukkanen |
Perhe | Fermioni |
Ryhmä | Kvarkit |
Sukupolvi | Kolmas |
Vuorovaikutus |
Gravitaatio, Heikko vuorovaikutus, Vahva vuorovaikutus, Sähkömagneettinen vuorovaikutus |
Antihiukkanen | b-antikvarkki |
Löydetty teoreettisesti | Makoto Kobayashi ja Toshihide Maskawa (1970) |
Löydetty | Fermilab (1977) |
Sähkövaraus | -1/3 e |
Värivaraus | on |
Spin | 1/2 |
B-kvarkki (engl. beauty tai bottom) eli kaunis-kvarkki tai pohja-kvarkki on alkeishiukkanen ja yksi kuudesta kvarkkityypistä. Vastaava antihiukkanen on b-antikvarkki.
Ominaisuudet
B-kvarkin spin on 1/2 ja baryoniluku 1/3, kuten kaikilla muillakin kvarkeilla. Lisäksi b-kvarkilla isospin I3 on 0 ja sähkövaraus -1/3e. Siihen liittyy oma kauneudeksi kutsuttu kvanttiluku, jonka arvoksi kvarkille on määritelty -1. B-kvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin t-kvarkin kanssa.[1] B-kvarkin massa on noin 4000–4500 MeV, mikä tekee siitä yli neljä kertaa protonia raskaamman ja selvästi raskaamman kuin neljä kevyempää kvarkkia.[2]
Tutkimus
B-kvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin ja sen ominaisuudet johdettiin teoreettisesti lähes kymmenen vuotta alkuperäisen mallin jälkeen, vuonna 1973, selittämään CP-symmetrian rikkoutumista tietyissä hiukkasreaktioissa. Ensimmäinen todistettavasti b-kvarkin sisältävä hiukkanen, bottomium-mesoni ypsilon, löydettiin 1977.[1] Nykyisin b-kvarkin sisältäviä hiukkasia tunnetaan useita. Ne ovat kaikki varsin lyhytikäisiä ja useimmat mesoneita. Näistä vuonna 2011 havaittu χb(3P) niminen mesonitila oli ensimmäinen LHC-kiihdyttimellä löydetty hiukkanen.[3] Hiukkasia, jotka sisältävät b-kvarkin etsitään yleisesti b-taggingiksi kutsutulla menetelmällä, joka perustuu hiukkaskiihdyttimessä aiheutetussa törmäyksessä syntyvien tietynlaisten hadronisuihkujen etsimiseen.[4][5]
Koska kvarkkidupletteja tunnettiin aikaisemmin vain kaksi (u- ja d-kvarkkien dupletti sekä c- ja s-kvarkkien dupletti), hiukkasen teorian kehittäneet Makoto Kobayashi ja Toshihide Maskawa saivat Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 2008 kolmannen kvarkkidupletin olemassaolon ennustamisesta.[6]
Suuren massansa vuoksi b-kvarkin elinikä on vain 1,3 · 10-12 sekuntia.[7] Osoittautuu, että se on raskain kvarkki, joka pystyy muodostamaan hadronin[1]. B-kvarkin suuren massan vuoksi b-kvarkista ja sen antikvarkista muodostuvat bottomium-mesonitilat ovat yhdessä c-kvarkin vastaavien tilojen kanssa tärkeitä kvarkkien välisen voiman tutkimuskohteita, sillä relativistisia vaikutuksia ei tarvitse niiden kohdalla huomioida. Lisäksi heikossa vuorovaikutuksessa tapahtuva kvarkkitilojen sekoittuminen eli kvarkkien muuttuminen toisikseen on b-kvarkin tapauksessa olemattoman vähäistä.[2] B-kvarkin hajotessa syntyy s-kvarkki sekä virtuaalisen W--bosonin kautta muodostuu elektroni ja elektronin antineutriino.[7]
B-kvarkkeja sisältävän hiukkasen kauneus määritellään kaavalla B = -[(b-kvarkkien lukumäärä) - (b-antikvarkkien lukumäärä)].[2]
Lähteet
- ↑ a b c Jukka Maalampi, Tapani Perko: Lyhyt modernin fysiikan johdatus, 4. korjattu painos, s. 184–187. Helsinki: Limes ry, 2006. ISBN 951-745-213-6. (suomeksi)
- ↑ a b c Antti Hakola: Ydin- ja alkeishiukkasfysiikka, Raportti TKK-F-B204, ISBN 978-951-22-9178-6, luku 7
- ↑ http://arxiv.org/abs/1112.5154v4
- ↑ http://www2.uni-wuppertal.de/FB8/groups/Teilchenphysik/Seminar/TopSeminar_WS05-06/btagging-algs.pdf
- ↑ http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-known-apparently-elementary-particles/jets-the-manifestation-of-quarks-and-gluons/b-tagging-identifying-jets-from-bottom-quarks/
- ↑ http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/index.html
- ↑ a b HyperPhysics: Kvarkit (englanniksi)
Aiheesta muualla
- John Yoh (1997) "The Discovery of the b Quark at Fermilab in 1977: The Experiment Coordinator's Story". Proceedings of Twenty Beautiful Years of Bottom Physics. Fermilab (englanniksi)
- Particle Data Group: Summary of Quarks (englanniksi)