B-мезоны — мезоны , состоящие из b-антикварка и верхнего ( ${\displaystyle \mathrm {B^{+}} }$ ), нижнего ( ${\displaystyle \mathrm {B^{0}} }$ ), странного ( ${\displaystyle \mathrm {B_{s}^{0}} }$ ) или очарованного ( ${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{+}} }$ ) кварка .

Сочетание b-антикварка и t-кварка ( ${\displaystyle \mathrm {t{\bar {b}}} }$ ) считается невозможным из-за короткого времени жизни t-кварка . Сочетание b-антикварка и b-кварка ( ${\displaystyle \mathrm {b{\bar {b}}} }$ ) является не B-мезоном, а боттомонием .

Каждый B-мезон имеет античастицы, которые состоят из b-кварка и верхнего ( ${\displaystyle \mathrm {B^{-}} }$ ), нижнего ( ${\displaystyle \mathrm {{\bar {B}}^{0}} }$ ), странного ( ${\displaystyle \mathrm {{\bar {B}}_{s}^{0}} }$ ) или очарованного ( ${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{-}} }$ ) антикварков, соответственно.

Впервые B-мезоны были обнаружены в 1983 году на детекторе .

Характеристики

B-мезоны

Частица	Символ	Анти- частица	Кварковый состав	Заряд	Изоспин ( I )	Спин и чётность ( J P )	Энергия покоя (М эВ / c ²)	S	C	B'	Время жизни ( с )	Основная мода распада
B-мезон	${\displaystyle \mathrm {B^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {B^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {b}}} }$	+1	1 ⁄ 2	0 −	5279,15 ± 0,31	0	0	+1	(1,638 ± 0,011)⋅10 −12	См.
Нейтральный B-мезон	${\displaystyle \mathrm {B^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {{\bar {B}}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {d{\bar {b}}} }$	0	1 ⁄ 2	0 −	5279,53 ± 0,33	0	0	+1	(1,530 ± 0,009)⋅10 −12	См.
Странный B-мезон	${\displaystyle \mathrm {B_{s}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {{\bar {B}}_{s}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {s{\bar {b}}} }$	0	0	0 −	5366,3 ± 0,6	−1	0	+1	(1,470 +0,027 −0,026 )⋅10 −12	См.
	${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {b}}} }$	+1	0	0 −	6276 ± 4	0	+1	+1	(0,46 ± 0,07)⋅10 −12	См.

B-мезон-антимезонные осцилляции

Нейтральные B-мезоны, B ⁰ и B 0
s , могут спонтанно превращаться в свои античастицы и наоборот. Это явление называется . Существование осцилляции нейтральных B-мезонов является одним из основных предсказаний Стандартной модели элементарных частиц . Она была измерена в системе ${\displaystyle \mathrm {B^{0}-{\bar {B}}^{0}} }$ и составила около 0,496 п с ⁻¹ , а в системе ${\displaystyle \mathrm {B_{s}^{0}-{\bar {B}}_{s}^{0}} }$ — около Δ m _s = 17,77 ± 0,10 _стат. ± 0,07 _сист. пс ⁻¹ . Измерения проводились в лаборатории Ферми . Первая оценка нижнего и верхнего пределов величины осцилляции для системы ${\displaystyle \mathrm {B_{s}^{0}-{\bar {B}}_{s}^{0}} }$ была проведена также лабораторией Ферми в ходе .

25 сентября 2006 года лаборатория Ферми объявила о подтверждении ранее теоретически открытых B _s -мезонных осцилляций. По данным пресс-релиза лаборатории Ферми:

Это первое крупное открытие Run 2 продолжает традицию открытий лаборатории Ферми в физике элементарных частиц, где были открыты нижний (1977) и верхний (1995) кварки. Удивительно, но странное поведение B_s (произносится как «B Sub S»)-мезонов фактически предсказывается Стандартной моделью элементарных частиц и сил. Открытие этого колебательного поведения, таким образом, ещё раз подтверждает точность Стандартной модели…
Ранее на CDF учёные-физики измерили скорость переходов вещество-антивещество для B_s мезона, состоящего из тяжелого прелестного кварка, связанного со странным антикварком сильным ядерным взаимодействием. В настоящее время они достигли стандарта для открытий в области физики элементарных частиц, в котором вероятность ошибочных наблюдений должна быть доказано меньше, чем 5 к 10 млн. ( 5 ⁄ 10 000 000 ). Для результатов CDF эта вероятность ещё меньше, 8 к 100 млн. ( 8 ⁄ 100 000 000 ).

Рональд Котулак, пишущий для Chicago Tribune , назвал частицу «странной» и заявил, что мезон «может открыть дверь в новую эру физики» из-за его доказанного взаимодействия с «жуткой антиматерией» .

14 мая 2010 года физики из Национальной ускорительной лаборатории Ферми сообщили, что для материи осцилляции затухают на 1 % чаще, чем для антиматерии, что может помочь объяснить превосходство вещества над антивеществом в наблюдаемой Вселенной . Тем не менее, результаты, полученные после обработки больших объёмов данных с детектора LHCb , не показали никаких существенных отклонений от Стандартной модели ^{[ нет в источнике ]} .

Примечания

Ссылки

• V. Jamieson. (неопр.) . New Scientist (18 марта 2008). Дата обращения: 23 января 2010. 6 августа 2012 года.