T kvark

t -kvark (pravý kvark, top kvark)  (t )
Sloučenina základní částice
Rodina Fermion
Skupina Quark
Generace Třetí
Účastní se interakcí silný ,
slabý ,
elektromagnetický ,
gravitační
Počet typů 3
Hmotnost 173,1 ± 0,6 GeV / c2 [ 1 ]
Život ~5⋅10 −25  s [2]
Šířka rozpadu 1.41+0,19
-0,15GeV [3]
kanály rozkladu W + b
Objevil Spolupráce CDF a D0 , 1994
kvantová čísla
Elektrický náboj +2/3 e
barevný náboj r, g, b
Roztočit ½ ħ

t - kvark(zkratka protop quark [4] ,angl. top quark) nebopravý kvark(angl. quark [5] ) jekvarks nábojem +(2/3) e , patřící do třetígenerace.

Vlastnosti

S hmotností 173,2 ± 0,7 GeV / c 2 [3] je kvark t nejhmotnější ze všech částic ve standardním modelu ; jeho hmotnost se blíží hmotnosti jádra rhenia [6] . Životnost t -kvarku je asi 5×10 −25 sekund [7] , řádově méně než časové měřítko silné interakce (≈3×10 −24 sekund). Kvůli krátké životnosti nestihne po objevení hadronizovat (stát se součástí hadronu ) a chová se jako „nahý“ kvark; neexistují tedy žádné hadrony obsahující valenční t -kvark (virtuální t -kvarky, přísně vzato, jsou přítomny v jakémkoli hadronu).

Rozpadá se téměř vždy na b - kvark a W - boson ( slabý rozpad ) [8] ; asi 9 % rozpadů nastává zářením lehce nabitého leptonu ( elektronu nebo mionu ) a odpovídajícího neutrina . Rozpad s emisí těžkého τ -leptonu nebyl dosud s dostatečně významnou statistikou pozorován. Elektromagnetické rozpadové kanály jsou potlačeny ( radiační rozpad na lehčí u- nebo c -kvarky reakcemi t  →  γ u , t  → γ c nebyl detekován , experimentální pravděpodobnost takových reakcí je menší než 0,6 %). Podobné slabé reakce s emisí Z - bosonu místo fotonu ( t  →  Z 0 u , t  →  Z 0 c ) byly předpovězeny, ale dosud nebyly spolehlivě pozorovány (pravděpodobnost je menší než 14 %). Rozpad t -kvarku v důsledku silné interakce je zakázán, protože silné interakce ( výměna gluonu ) mohou změnit barvu kvarku , ale nezmění jeho chuť .

Top kvark díky své velké hmotnosti a blízké jednotě Yukawovy vazebné konstanty pro tuto částici ( kde v = 246 GeV  je očekávaná hodnota vakua Higgsova pole ) silně ovlivňuje řadu pozorovatelných veličin v důsledku elektroslabé interakce. k účasti kvarku t v korekcích kvantové smyčky standardního modelu. Zejména není dosud známo, zda je vakuum Standardního modelu stabilní, nebo zda se samovolně rozpadá v důsledku skutečnosti, že „běžící“ (energeticky závislá) Higgsova konstanta samočinného působení λ H při vysokých energiích je menší než její hodnotu při nulové energii. λ H výrazně závisí (prostřednictvím příspěvku ke korekcím vakuové smyčky) na hmotnosti top kvarku, nicméně přesnost měření m t (asi 0,37 % pro rok 2017) zatím neumožňuje vyřešit problém stability vakua [ 2] .

Historie objevů

Hledání top kvarku pokračovalo asi 20 let [2] . Byl objeven v letech 1994-1995 v experimentech na urychlovači Tevatron v americké laboratoři Fermilab ve spolupráci CDF [9] a D0 [10] . Většina experimentálních dat byla nashromážděna během roku 1994. Papíry oznamující objev byly 26. února 1995 předloženy do Physical Review Letters spolupracujícími organizacemi CDF a D0. Obsah příspěvků byl zveřejněn až při oficiálním oznámení objevu, které se uskutečnilo na semináři ve Fermilabu dne 2. března 1995 současně s publikováním obou příspěvků [2] .

Před vypuštěním Velkého hadronového urychlovače byl Tevatron jediným experimentálním zařízením na světě, kde se mohl zrodit pár t -kvarků. Energie srážejícího se páru proton - antiproton v systému těžiště u tohoto urychlovače je 1,96 TeV. Při této energii se vytvoří páry t -kvark +  t -antikvark s průřezem asi 7 piko stodol , což se shoduje s předpovědí standardního modelu (6,7–7,5 piko stodol pro hmotnost t -kvarku 175 GeV/ c 2 ).

Objev t -kvarku, jehož mnohé vlastnosti byly předpovězeny Standardním modelem, konečně potvrdil realitu kvarků [11] .

Poznámky

  1. ↑ RECENZE ZDE - Podívejte se na náš WWW seznam recenzí t-Quark Mass (Přímá měření) . Získáno 27. února 2018. Archivováno z originálu dne 28. března 2018.
  2. ↑ 1 2 3 4 Boos E. E., Brandt O., Denisov D., Denisov S. P., Grannis P. Top quark (k 20. výročí objevu)  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Ruská akademie věd , 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 Archivováno 1. prosince 2016 na Wayback Machine Archivováno 1. prosince 2016 v tabulce Wayback Machine Summary o vlastnostech t -quark na Particle Data Group (2016).  ]
  4. ↑ FAQ: Top quark 7 faktů o nejhmotnější částici ve standardním modelu . Datum přístupu: 8. května 2014. Archivováno z originálu 8. května 2014.
  5. ↑ Harry Potter a metody racionality, Kapitola 8: Pozitivní zkreslení.....Řádek 11 . www.hpmor.com . Staženo 2. října 2019. Archivováno z originálu dne 13. října 2019.
  6. ↑ Elert, Glenn Quantum Chromodynamics . Hypertextová učebnice fyziky . Získáno 23. března 2019. Archivováno z originálu dne 23. března 2019.
  7. ↑ Quadt A. Fyzika top kvarků na hadronových urychlovačích  // European Physical  Journal C : deník. - 2006. - Sv. 48 , č. 3 . - S. 835-1000 . - doi : 10.1140/epjc/s2006-02631-6 . - .
  8. ↑ Tevatron Electroweak Working Group, Top Subgroup . Datum přístupu: 27. května 2009. Archivováno z originálu 26. srpna 2009.
  9. ↑ Abe F. a kol . Pozorování produkce top kvarku při kolizích ppbar s detektorem urychlovače ve Fermilabu  // Physical Review Letters  : journal  . - 1995. - Sv. 74 , č. 14 . - S. 2626-2631 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2626 . - . — PMID 10057978 .
  10. ↑ Abachi S. a kol . Hledejte vysoce hmotnostní produkci top kvarku v ppbar kolizích při s ½  = 1,8 TeV  // Physical Review Letters  : journal  . - 1995. - Sv. 74 , č. 13 . - str. 2422-2426 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.2422 . - .
  11. ↑ Teplejší než Slunce. Uvěznění a realita kvarků . Lenta.Ru (28. června 2012). Datum přístupu: 26. ledna 2014. Archivováno z originálu 4. ledna 2014.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích