T kvark

t -kvark (igazi kvark, felső kvark)  (t )
Összetett alapvető részecske
Egy család Fermion
Csoport Quark
Generáció Harmadik
Részt vesz az interakciókban erős ,
gyenge ,
elektromágneses ,
gravitációs
Típusok száma 3
Súly 173,1 ± 0,6 GeV / c2 [ 1 ]
Élettartam ~5⋅10 -25  s [2]
Csökkenés szélessége 1.41+0,19
−0,15GeV [3]
a bomlás csatornái W + b
Felfedezve CDF és D0 együttműködések , 1994
kvantumszámok
Elektromos töltés +2/3 e
színtöltés r, g, b
Spin ½ ħ

A t - kvark(atop quark [4] rövidítése ,eng. top quark) vagytrue kvark(eng. quark [5] ) egy+(2/3) e töltésű kvarkamely a harmadikgenerációhoz.

Tulajdonságok

173,2 ± 0,7 GeV / c 2 [3] tömegével a t - kvark a legnagyobb tömegű részecske a Standard Modellben ; tömege közel áll a réniummag tömegéhez [6] . A t -kvark élettartama körülbelül 5 × 10 -25 másodperc [7] , ami egy nagyságrenddel kevesebb, mint az erős kölcsönhatás időskálája (≈3 × 10 -24 másodperc). A rövid élettartam miatt nincs ideje a megjelenés után hadronizálódni (a hadron részévé válni ), és úgy viselkedik, mint egy „meztelen” kvark; így nincsenek vegyértékű t -kvarkot tartalmazó hadronok (a virtuális t -kvarkok szigorúan véve bármelyik hadronban jelen vannak).

Szinte mindig b -kvarkká és W - bozonná bomlik ( gyenge bomlás ) [8] ; A bomlások körülbelül 9%-a egy könnyű töltésű lepton ( elektron vagy müon ) és a megfelelő neutrínó sugárzásával megy végbe . A nehéz τ -lepton kibocsátásával járó bomlást még nem figyelték meg kellően jelentős statisztikákkal. Az elektromágneses bomlási csatornák elnyomódnak (a t  →  γ u , t  → γ c reakciók által könnyebb u- vagy c -kvarkokká történő sugárzási bomlás nem volt kimutatható , az ilyen reakciók kísérleti valószínűsége kisebb, mint 0,6%). Hasonló gyenge reakciókat foton helyett Z - bozon emissziójával ( t  →  Z 0 u , t  →  Z 0 c ) jósoltak, de még nem figyeltek meg megbízhatóan (a valószínűség kevesebb, mint 14%). A t -kvark bomlása az erős kölcsönhatás miatt tilos, mivel az erős kölcsönhatások ( gluoncsere ) megváltoztathatják a kvark színét , de nem változtatják meg az ízét .

A felső kvark nagy tömege és az egységhez közeli Yukawa csatolási állandója miatt a részecske esetében ( ahol v = 246 GeV  a Higgs-mező vákuum várható értéke ) erősen befolyásol számos megfigyelhető mennyiséget az elektrogyenge kölcsönhatás miatt, a t -kvark részvételére a Standard Modell kvantumhurok korrekcióiban. Konkrétan még nem ismert, hogy a Standard Modell vákuumja stabil-e, vagy spontán bomlik-e amiatt, hogy a „futó” (energiafüggő) Higgs-önműködési állandó λ H nagy energiákon kisebb lesz, mint annak érték nulla energián. A λ H jelentősen (a vákuumhurok korrekciókhoz való hozzájárulása révén) függ a felső kvark tömegétől, azonban az m t mérési pontossága (2017-ben kb. 0,37%) még nem teszi lehetővé a vákuumstabilitási probléma megoldását [ 2] .

Felfedezési előzmények

A csúcskvark keresése körülbelül 20 évig tartott [2] . 1994-1995 - ben fedezték fel az amerikai Fermilab laboratórium Tevatron ütköztetőjénél végzett kísérletek során a CDF [9] és a D0 [10] együttműködésével . A legtöbb kísérleti adat 1994-ben gyűlt össze. A felfedezést bejelentő dokumentumokat 1995. február 26-án a CDF és a D0 együttműködése benyújtotta a Physical Review Letters -nek. Az iratok tartalmát csak a felfedezés hivatalos bejelentéséig hozták nyilvánosságra, amelyre 1995. március 2-án, egy fermilabi szemináriumon került sor, mindkét közlemény megjelenésével egyidejűleg [2] .

A Large Hadron Collider elindítása előtt a Tevatron volt az egyetlen kísérleti létesítmény a világon, ahol t -kvark pár születhetett. Az ütköző proton - antiproton pár energiája a tömegközéppontban ennél a gyorsítónál 1,96 TeV. Ennél az energiánál körülbelül 7 pico barn keresztmetszetű t - kvark +  t -antikvark párok keletkeznek , ami egybeesik a Standard Modell előrejelzésével (6,7-7,5 pico barn 175 GeV/ c t -kvark tömeghez). 2 ).

A t -kvark felfedezése, amelynek számos tulajdonságát a Standard Modell jósolta meg, végül megerősítette a kvarkok valóságát [11] .

Jegyzetek

  1. ↑ IDE KATTINTVA A VÉLEMÉNY – Tekintse meg a WWW-es értékelések listáját, a t-Quark Mass (közvetlen mérések) . Letöltve: 2018. február 27. Az eredetiből archiválva : 2018. március 28.
  2. ↑ 1 2 3 4 Boos E. E., Brandt O., Denisov D., Denisov S. P., Grannis P. Top kvark (a felfedezés 20. évfordulóján)  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Orosz Tudományos Akadémia , 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 Archiválva 2016. december 1-én a Wayback Machine -nél Archiválva : 2016. december 1. a Wayback Machine Summary table of t -quark propertys at Particle Data Group (2016) oldalán.  ]
  4. ↑ GYIK: Top kvark 7 tény a Standard Modell legmasszívabb részecskéjéről . Hozzáférés dátuma: 2014. május 8. Az eredetiből archiválva : 2014. május 8.
  5. ↑ Harry Potter és a racionalitás módszerei, 8. fejezet: Pozitív elfogultság.....11. sor . www.hpmor.com . Letöltve: 2019. október 2. Az eredetiből archiválva : 2019. október 13.
  6. ↑ Elert, Glenn Quantum Chromodynamics . A fizika hipertankönyv . Letöltve: 2019. március 23. Az eredetiből archiválva : 2019. március 23.
  7. ↑ Quadt A. Top kvark fizika hadronütköztetőknél  // European Physical  Journal C : folyóirat. - 2006. - Vol. 48 , sz. 3 . - P. 835-1000 . - doi : 10.1140/epjc/s2006-02631-6 . - Iránykód .
  8. ↑ Tevatron Electroweak munkacsoport, felső alcsoport . Hozzáférés dátuma: 2009. május 27. Az eredetiből archiválva : 2009. augusztus 26.
  9. ↑ Abe F. et al . Felső kvarktermelés megfigyelése ppbar ütközésekben a Fermilab ütköztető detektorával  // Physical Review Letters  : folyóirat  . - 1995. - 1. évf. 74 , sz. 14 . - P. 2626-2631 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2626 . - . — PMID 10057978 .
  10. ↑ Abachi S. et al . High Mass Top Quark Production keresése ppbarban Ütközések s ½  = 1,8 TeV  // Physical Review Letters  : Journal  . - 1995. - 1. évf. 74 , sz. 13 . - P. 2422-2426 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2422 . - .
  11. ↑ Forróbb, mint a Nap. A bezártság és a kvarkok valósága . Lenta.Ru (2012. június 28.). Hozzáférés időpontja: 2014. január 26. Az eredetiből archiválva : 2014. január 4.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban