Ero sivun ”Pohjakvarkki” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [katsottu versio] |
p yl. wikiluokitus |
p fix |
||
| Rivi 17: | Rivi 17: | ||
| elinikä = |
| elinikä = |
||
| hajoaa hiukkaseksi = |
| hajoaa hiukkaseksi = |
||
| sähkövaraus = |
| sähkövaraus = −1/3 e |
||
| värivaraus = on |
| värivaraus = on |
||
| spin = 1/2 |
| spin = 1/2 |
||
Versio 9. huhtikuuta 2014 kello 15.27
| 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. B-kvarkki on raskain kvarkki, joka muodostaa hadronin. Se ei kuulunut alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin, vaan sen ominaisuudet esitettiin teoreettisesti 1973 selittämään CP-symmetrian rikkoutumista. Ensimmäinen b-kvarkki löydettiin 1977.
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.[1] Kauneus määritellään kaavalla B = -[(b-kvarkkien lukumäärä) - (b-antikvarkkien lukumäärä)].[2] B-kvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin t-kvarkin kanssa.[1] B-kvarkin massa on noin 4 000–4 500 MeV, mikä tekee siitä yli neljä kertaa protonia raskaamman ja selvästi raskaamman kuin neljä kevyempää kvarkkia.[2]
Suuren massansa vuoksi b-kvarkin elinikä on vain 1,3 · 10-12 sekuntia.[3] 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.[3]
Tutkimus
B-kvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin, ja sen ominaisuudet johdettiin teoreettisesti 1973, lähes kymmenen vuotta alkuperäisen mallin jälkeen, 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.[4] Hiukkasia, jotka sisältävät b-kvarkin etsitään yleisesti b-taggingiksi kutsutulla menetelmällä, joka perustuu hiukkaskiihdyttimessä aiheutetussa törmäyksessä syntyvien tietynlaisten hadronisuihkujen etsimiseen.[5][6]
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.[7]
Lähteet
- ↑ a b c d 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
- ↑ a b HyperPhysics: Kvarkit (englanniksi)
- ↑ 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
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)
Alkeishiukkaset | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Fermionit | |||||
| Bosonit |
| ||||
| Hypoteettiset |
| ||||
| Yhdistelmähiukkaset | |||||
| Hadronit |
| ||||
| Muut |
Atomi · Atomiydin · Dikvarkki · Eksoottinen atomi (Positronium · Myonium · Tauonium) · Molekyyli · Pentakvarkki · Tetrakvarkki | ||||
| Hiukkaslöytöjen aikajana | |||||