T kvark

t -quark (ægte kvark, topkvark)  (t )
Forbindelse fundamental partikel
En familie Fermion
Gruppe Quark
Generation Tredje
Deltager i interaktioner stærk ,
svag ,
elektromagnetisk ,
gravitationel
Antal typer 3
Vægt 173,1 ± 0,6 GeV / c2 [ 1 ]
Livstid ~5⋅10 −25  s [2]
Forfaldsbredde 1,41+0,19
-0,15GeV [3]
forfaldskanaler W + b
Opdaget CDF og D0 samarbejder , 1994
kvantetal
Elektrisk ladning +2/3 e
farveladning r, g, b
Spin ½ ħ

t - kvark(forkortelse fortop quark [4] ,eng. top quark) ellersand quark(eng. sandhedskvark [5] ) er enkvarkmed en ladning på +(2/3) e , der tilhører tredjegeneration.

Egenskaber

Med en masse på 173,2 ± 0,7 GeV / c 2 [3] er t - kvarken den mest massive af alle partikler i standardmodellen ; dens masse er tæt på massen af ​​rheniumkernen [6] . Levetiden for t -kvarken er omkring 5×10 −25 sekunder [7] , en størrelsesorden mindre end tidsskalaen for den stærke vekselvirkning (≈3×10 −24 sekunder). På grund af den korte levetid, når den ikke at haveronisere efter fremkomsten (blive en del af hadronen ) og opfører sig som en "nøgen" kvark; der er således ingen hadroner, der indeholder en valens t -quark (virtuelle t -kvarker er strengt taget til stede i nogen hadron).

Henfalder næsten altid til b -quark og W - boson ( svagt henfald ) [8] ; omkring 9 % af henfaldene sker med strålingen fra en let ladet lepton ( elektron eller myon ) og den tilsvarende neutrino . Henfald med emission af en tung τ -lepton er endnu ikke blevet observeret med tilstrækkelig signifikant statistik. Elektromagnetiske henfaldskanaler undertrykkes ( strålende henfald til lettere u- eller c -kvarker ved reaktionerne t  →  γ u , t  → γ c blev ikke detekteret , den eksperimentelle sandsynlighed for sådanne reaktioner er mindre end 0,6%). Lignende svage reaktioner med emission af en Z - boson i stedet for en foton ( t  →  Z 0 u , t  →  Z 0 c ) er blevet forudsagt, men er endnu ikke blevet pålideligt observeret (sandsynligheden er mindre end 14%). Nedbrydning af t -kvarken på grund af den stærke vekselvirkning er forbudt, da stærke vekselvirkninger ( gluonudveksling ) kan ændre kvarkens farve , men ikke ændre dens smag .

Topkvarken, på grund af sin store masse og tæt på enhed Yukawa-koblingskonstant for denne partikel ( hvor v = 246 GeV  er vakuumforventningsværdien for Higgs-feltet ), påvirker kraftigt en række observerbare størrelser på grund af den elektrosvage interaktion, pga. til t -kvarkens deltagelse i standardmodellens kvantesløjfekorrektioner. Det vides især endnu ikke, om standardmodellens vakuum er stabilt, eller om det spontant henfalder på grund af, at den "kørende" (energiafhængige) Higgs-selvvirkningskonstant λ H ved høje energier bliver mindre end dens værdi ved nul energi. λ H afhænger væsentligt (gennem bidraget til vakuumsløjfekorrektionerne) af massen af ​​topkvarken, men målenøjagtigheden af ​​m t (ca. 0,37% for 2017) tillader os endnu ikke at løse problemet med vakuumstabilitet [ 2] .

Opdagelseshistorie

Søgningen efter topkvarken fortsatte i omkring 20 år [2] . Det blev opdaget i 1994-1995 i eksperimenter ved Tevatron- kollideren i det amerikanske laboratorium Fermilab af CDF [9] og D0 [10] samarbejder . De fleste af de eksperimentelle data blev akkumuleret i løbet af 1994. Papirer, der annoncerer opdagelsen, blev indsendt til Physical Review Letters af CDF og D0-samarbejdet den 26. februar 1995. Indholdet af papirerne blev ikke afsløret før den officielle meddelelse om opdagelsen, som fandt sted på et seminar i Fermilab den 2. marts 1995, samtidig med udgivelsen af ​​begge papirer [2] .

Før lanceringen af ​​Large Hadron Collider var Tevatron den eneste eksperimentelle facilitet i verden, hvor et par t -kvarker kunne blive født. Energien af ​​et kolliderende proton - antiproton - par i massecentersystemet ved denne accelerator er 1,96 TeV. Ved denne energi produceres t -quark +  t -antiquark-par med et tværsnit på omkring 7 pico- stalde , hvilket falder sammen med forudsigelsen af ​​standardmodellen (6,7-7,5 pico-ladninger for en t -quark-masse på 175 GeV/ c 2 ).

Opdagelsen af ​​t -kvarken, hvis egenskaber var forudsagt af standardmodellen, bekræftede endelig kvarkernes virkelighed [11] .

Noter

  1. ↑ EN ANMELDELSE GÅR HER - Tjek vores WWW-liste over anmeldelser t-Quark Mass (direkte målinger) . Hentet 27. februar 2018. Arkiveret fra originalen 28. marts 2018.
  2. ↑ 1 2 3 4 Boos E. E., Brandt O., Denisov D., Denisov S. P., Grannis P. Topkvark (på 20-årsdagen for opdagelsen)  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Russian Academy of Sciences , 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 Arkiveret 1. december 2016 på Wayback Machine Arkiveret 1. december 2016 på Wayback Machine Summary-tabellen over t -quark-egenskaber hos Particle Data Group (2016).  ]
  4. ↑ FAQ: Top quark 7 fakta om den mest massive partikel i standardmodellen . Dato for adgang: 8. maj 2014. Arkiveret fra originalen 8. maj 2014.
  5. ↑ Harry Potter and the Methods of Rationality, Kapitel 8: Positiv Bias.....Linje 11 . www.hpmor.com . Hentet 2. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 13. oktober 2019.
  6. ↑ Elert, Glenn Quantum Chromodynamik . Hyperlærebogen i fysik . Hentet 23. marts 2019. Arkiveret fra originalen 23. marts 2019.
  7. ↑ Quadt A. Top kvarkfysik ved hadronkolliderer  // European Physical  Journal C : journal. - 2006. - Bd. 48 , nr. 3 . - S. 835-1000 . - doi : 10.1140/epjc/s2006-02631-6 . - .
  8. ↑ Tevatron Electroweak arbejdsgruppe, øverste undergruppe . Dato for adgang: 27. maj 2009. Arkiveret fra originalen 26. august 2009.
  9. ↑ Abe F. et al . Observation af Top Quark Production i ppbar Collisions with Collider Detector at Fermilab  // Physical Review Letters  : journal  . - 1995. - Bd. 74 , nr. 14 . - P. 2626-2631 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2626 . - . — PMID 10057978 .
  10. ↑ Abachi S. et al . Søg efter High Mass Top Quark Production i ppbar Collisions at s ½  = 1,8 TeV  // Physical Review Letters  : journal  . - 1995. - Bd. 74 , nr. 13 . - S. 2422-2426 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2422 . - .
  11. ↑ Varmere end Solen. Indespærring og kvarkernes virkelighed . Lenta.Ru (28. juni 2012). Dato for adgang: 26. januar 2014. Arkiveret fra originalen 4. januar 2014.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger