В физике элементарных частиц B-мезон - это мезоны, состоящие из дна антикварк и либо up (. B.), вниз (. B.), странный (. B. s) или шарм кварк (. B. c). Считается, что комбинация нижнего антикварка и верхнего кварка невозможна из-за короткого времени жизни верхнего кварка. Комбинация нижнего антикварка и нижнего кварка - это не B-мезон, а скорее боттомоний, который представляет собой нечто совершенно иное.
Каждый B-мезон имеет античастицу, состоящую из нижнего кварка и up (. B.), нижнего (. B.), странного (. B. s) или оберег антикварк (. B. c) соответственно.
Частица | Символ | Анти-. частица | Кварк. содержание | Заряд | Изоспин. (I ) | Спин и четность,. (J ) | Масса покоя. (МэВ /c ) | S | C | B' | Среднее время жизни (s ) | Обычно распадается до |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
заряженного. B-мезона | . B. | . B. | . u.. b. | +1 | 1 / 2 | 0 | 5279,29 ± 0,15 | 0 | 0 | +1 | (1,638 ± 0,004) × 10 | См. . B. моды распада |
Нейтральный. B-мезон | . B. | . B. | . d.. b. | 0 | 1 / 2 | 0 | 5279,61 ± 0,16 | 0 | 0 | +1 | (1,520 ± 0,004) × 10 | См. . B. режимы распада |
Странный мезон B | . B. s | . B. s | . s.. b. | 0 | 0 | 0 | 5366,79 ± 0,23 | −1 | 0 | +1 | (1.510 ±0.005) ×10 | См. . B. sмоды распада |
Очарованный мезон B | . B. c | . B. c | . c.. b. | +1 | 0 | 0 | 6274,9 ± 0,8 | 0 | +1 | +1 | (0,510 ± 0,009) × 10 | См. . B. cрежимы распада |
Нейтральные B-мезоны,. B. и. B. sспонтанно превращаются в свои собственные античастицы и обратно. Это явление называется колебанием вкуса. Существование колебаний нейтрального B-мезона является фундаментальным предсказанием Стандартной модели физики элементарных частиц. Было измерено, что в системе. B. –. B. оно составляет около 0,496 / пикосекунды, а в системе. B. s–. B. sсоставляет Δm с = 17,77 ± 0,10 (стат) ± 0,07 ( syst) / пикосекунда, измеренная с помощью эксперимента CDF в Фермилаб. Первая оценка нижнего и верхнего пределов значения системы. B. s–. B. sбыла сделана в эксперименте DØ также в Фермилаб.
25 сентября 2006 г. Фермилаб объявили, что они заявили об открытии только теоретизировавшейся ранее осцилляции B s мезона. Согласно пресс-релизу Фермилаба:
Это первое крупное открытие прогона 2 продолжает традицию открытий физики элементарных частиц в Фермилабе, где были обнаружены нижний (1977) и верхний (1995) кварки. Удивительно, но странное поведение мезонов B s (произносится как «B sub s») на самом деле предсказывается Стандартной моделью элементарных частиц и сил. Таким образом, открытие этого колебательного поведения является еще одним подтверждением стойкости Стандартной модели..... Физики CDF ранее измерили скорость переходов материя-антивещество для мезона B s, который состоит из тяжелого нижнего кварка, связанного сильным ядерным взаимодействием со странным антикварком. Теперь они достигли стандарта открытия в области физики элементарных частиц, где должна быть доказана вероятность ложного наблюдения менее 5 из 10 миллионов (⁄ 10,000,000). Для результата CDF вероятность еще меньше - 8 из 100 миллионов (⁄ 100000000).
Рональд Котулак, писавший для Chicago Tribune, назвал частицу «странной» и заявил, что мезон «может открыть дверь в новую эру физики» с его доказанным взаимодействием с «жутким царством антивещества».
14 мая 2010 года физики из Национальной ускорительной лаборатории Ферми сообщили, что колебания распадаются на материю На 1% чаще, чем в антивещество, что может помочь объяснить преобладание вещества над антивеществом в наблюдаемой Вселенной. Однако более свежие результаты на LHCb с более крупными выборками данных не предполагают значительного отклонения от Стандартной модели.
B-мезоны являются важным зондом для исследования квантовой хромодинамики. Различные необычные пути распада B-мезонов чувствительны к физическим процессам за пределами стандартная модель. Измерение этих редких фракций ветвления устанавливает ограничения на новые частицы. Эксперимент LHCb обнаружил и отыскал несколько из этих распадов, таких как B s → µ µ.
21 февраля 2017 года коллаборация LHCb объявила, что редкий распад нейтрального B- мезон на два противоположно заряженных каона наблюдалось со статистической значимостью 5σ.