Quark bottom
| Quark bottom | |
|---|---|
| Classificazione | Particella elementare |
| Famiglia | Fermioni |
| Gruppo | Quark |
| Generazione | Terza |
| Interazioni | Forte, debole, elettromagnetica, gravità |
| Simbolo | b |
| Antiparticella | Antiquark bottom (b) |
| Teorizzata | Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa (1973) |
| Scoperta | Leon Max Lederman et al. (1977)[1] |
| Proprietà fisiche | |
| Massa | 4,18+0,04 −0,03 GeV/c2 (schema MS)[2] |
| Prodotti di decadimento | Quark charm, quark up |
| Carica elettrica | -1/3 e |
| Carica di colore | Sì |
| Spin | 1/2 |
Il quark bottom (solitamente abbreviato in quark b), talvolta chiamato quark beauty, è un quark di terza generazione con carica elettrica negativa di -1⁄3 e e una massa stimata di 4,20 GeV/c2.
Storia
[modifica | modifica wikitesto]Teorizzato nel 1973 dai fisici Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa per spiegare la violazione della simmetria CP[4] (il nome bottom fu introdotto nel 1975 da Haim Harari[5][6]), venne scoperto nel 1977 al Fermi National Accelerator Laboratory da un gruppo di ricercatori guidato da Leon Lederman,[1] in seguito a collisioni che produssero il bottomonium.[7] La scoperta avvenne attraverso l'osservazione nei decadimenti di coppie di muoni di uno stato risonante ad una massa pari a 9,5 GeV non compatibile con nessun oggetto precedentemente noto. Lo stato risonante prese il nome di mesone upsilon e venne interpretato come lo stato legato di un quark di nuova generazione con il suo antiquark.[8]
Kobayashi e Maskawa ottennero il premio Nobel per la fisica nel 2008 per la spiegazione della violazione della parità CP.[9][10]
Al momento della scoperta furono proposti per il nuovo quark i nomi di bottom (fondo) e beauty (bellezza). La dizione bottom è diventata predominante, anche se entrambe sono tuttora usate e comunque caratterizzate dalla stessa iniziale "b".
Fisica del quark bottom
[modifica | modifica wikitesto]Negli ultimi decenni c'è stato un notevole interesse nei riguardi dei fenomeni fisici legati agli adroni formati da quark b, in special modo verso i mesoni. L'interesse è particolarmente legato al fenomeno di violazione della simmetria CP; il meccanismo di rottura della simmetria CP è previsto dall'attuale teoria dominante nelle particelle elementari, il Modello Standard, in simmetria con quanto accade per i kaoni, ed alcuni dei meccanismi previsti lo rendono un preciso banco di prova per questa teoria. Tra i fenomeni di maggiore interesse si possono citare le oscillazioni del mesone e quella recentissima del mesone .
Adroni che contengono quark bottom
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Alcuni degli adroni che contengono quark bottom sono:
- il mesone B che contiene un quark bottom ( o la sua antiparticella) e un quark up o un quark down
- il mesone charm B e strange B che contengono un quark bottom assieme rispettivamente a un quark charm o strange
- vari stati del bottomonium come ad esempio il mesone upsilon, che contengono un quark bottom e la sua antiparticella
- i barioni bottom, che seguono la denominazione dei corrispondenti barioni strange, dando luogo ad esempio a e .
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ a b (EN) Discoveries at Fermilab - Discovery of the Bottom Quark, Fermilab, 7 agosto 1997. URL consultato il 24 luglio 2009.
- ^ M. Tanabashi et al. (Particle Data Group), Review of Particle Physics, in Physical Review D, vol. 98, n. 3, 2018, p. 030001, DOI:10.1103/PhysRevD.98.030001.
- ^ J. Beringer (Particle Data Group), PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)' (PDF), su pdg.lbl.gov, Particle Data Group, 2012.
- ^ M. Kobayashi, T. Maskawa, CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction, in Progress of Theoretical Physics, vol. 49, n. 2, 1973, pp. 652–657, DOI:10.1143/PTP.49.652. URL consultato il 22 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 24 dicembre 2008).
- ^ H. Harari, A new quark model for hadrons, in Physics Letters B, 57B, 1975, p. 265, DOI:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
- ^ K.W. Staley, The Evidence for the Top Quark, Cambridge University Press, 2004, pp. 31–33, ISBN 978-0-521-82710-2.
- ^ L.M. Lederman, Logbook: Bottom Quark, in Symmetry Magazine, vol. 2, n. 8, 2005 (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2006).
- ^ S.W. Herb et al., Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions, in Physical Review Letters, vol. 39, 1977, p. 252, DOI:10.1103/PhysRevLett.39.252.
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi, su nobelprize.org.
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa, su nobelprize.org.
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Richard Feynman, The reason for antiparticles, in The 1986 Dirac memorial lectures, Cambridge University Press, 1987, ISBN 0-521-34000-4.
- (EN) Richard Feynman, Quantum Electrodynamics, Perseus Publishing, 1998, ISBN 0-201-36075-6.
- Richard Feynman, QED: La strana teoria della luce e della materia, Adelphi, ISBN 88-459-0719-8.
- (EN) Steven Weinberg, The quantum theory of fields, Volume 1: Foundations, Cambridge University Press, 1995, ISBN 0-521-55001-7.
- (EN) Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc e Gilbert Grynberg, Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics, John Wiley & Sons, 1997, ISBN 0-471-18433-0.
- (EN) J. M. Jauch e F. Rohrlich, The Theory of Photons and Electrons, Springer-Verlag, 1980, ISBN 0-201-36075-6.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- Bottom quark information on Fermilab website, su fnal.gov.
- Technical data from Particle Data Group (pdf) (PDF), su pdg.lbl.gov.
- LHCB VEDE LA PRIMA PARTICELLA B, su infn.it (archiviato dall'url originale il 12 gennaio 2012).
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