Quark bottom
Il quark bottom (a volte semplicemente citato come b) è un quark di 3ª generazione; ha una carica pari a -1/3 e e una massa stimata di 4,20 GeV.
| Quark bottom | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Composizione | Particella elementare | |||||||||||
| Famiglia | Fermione | |||||||||||
| 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 |
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| Prodotti di decadimento | Quark charm, quark up | |||||||||||
| Carica elettrica | 1/3 e | |||||||||||
| Carica di colore | Si | |||||||||||
| Spin | 1/2 | |||||||||||
Il quark botttom fu teorizzato nel 1973 dai fisici Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa per spiegare la violazione della simmetria CP.[3] Il nome bottom fu introdotto nel 1975 da Haim Harari.[4][5] Venne scoperto nel 1977 al Fermi National Accelerator Laboratory, noto anche come Fermilab, da un gruppo di ricercatori guidato da Leon Lederman,[1] successivamente insignito con il premio nobel, in seguito a collisioni che produssero il Bottomonium.[6] La scoperta avvenne attraverso l'osservazione nei decadimenti di coppie di leptoni μ, anche note come 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 due quark di nuova generazione: il quark bottom.[7]
Kobayashi e Maskawa ottennero il premio Nobel per la fisica nel 2008 per la loro spiegazione sulla violazione della parità CP. [8][9]
Al momento della scoperta furono proposti i nomi di bottom e beauty per questo quark. La dizione bottom è diventata predominante, anche se entrambe sono tuttora usate e comunque caratterizzate dalla stessa iniziale "b".
Fisica del B
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 mesoni e quella recentissima del mesone .
Note
- ^ a b (EN) Discoveries at Fermilab - Discovery of the Bottom Quark, Fermilab, 07-08-1997. URL consultato il 24-07-2009.
- ^ (EN) C. Amsler et al. (Particle Data Group), Review of Particle Physics: Bottom Quark (PDF), in Physics Letters B, vol. 667, 1–5, 2008, pp. 1–1340, e aggiornamento parziale nel 2009 per l'edizione del 2010.
- ^ 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.
- ^ 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 9780521827102.
- ^ L.M. Lederman, Logbook: Bottom Quark, in Symmetry Magazine, vol. 2, n. 8, 2005.
- ^ 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, 1997, DOI:10.1103/PhysRevLett.39.252.
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi
- ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa
Bibliografia
- Feynman, R.P. "The reason for antiparticles", in The 1986 Dirac memorial lectures, R.P. Feynman and S. Weinberg. Cambridge University Press, 1987. ISBN 0-521-34000-4.
- Weinberg, Steven. The quantum theory of fields, Volume 1: Foundations. Cambridge University Press, 1995. ISBN 0-521-55001-7.
- Feynman, R.P., QED: La strana teoria della luce e della materia, Adelphi, ISBN 88-459-0719-8
- Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc, Gilbert Grynberg, Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics (John Wiley & Sons 1997) ISBN 0-471-18433-0
- Jauch, J. M., F. Rohrlich, F., The Theory of Photons and Electrons (Springer-Verlag, 1980)
- Feynman, R.P. Quantum Electrodynamics (Perseus Publishing, 1998) [ISBN 0-201-36075-6]
