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Mesón B

En física de partículas , los mesones B son mesones compuestos por un antiquark bottom y un antiquark up (
B+
), abajo (
B0
), extraño (
B0
segundos
) o quark encanto (
B+
c
). No se cree que sea posible la combinación de un antiquark bottom y un quark top debido a la corta vida del quark top. La combinación de un antiquark bottom y un quark bottom no es un mesón B, sino bottomonium , que es algo completamente distinto.

Cada mesón B tiene una antipartícula que se compone de un quark bottom y un up (
B
), abajo (
B0
), extraño (
B0
segundos
) o encanto (
B-
c
) antiquark respectivamente.

Lista de mesones B

B0–B0oscilaciones

Los mesones B neutrales,
B0
y
B0
segundos
, se transforman espontáneamente en sus propias antipartículas y viceversa. Este fenómeno se denomina oscilación del sabor . La existencia de oscilaciones de mesones B neutros es una predicción fundamental del Modelo Estándar de física de partículas . Se ha medido en el
B0

B0
sistema es de aproximadamente 0,496 / picosegundos , [1] y en el
B0
segundos

B0
segundos
sistema para ser Δ m s = 17,77 ± 0,10 (stat) ± 0,07 (sist) / picosegundo medido por el experimento CDF en Fermilab . [2] Una primera estimación del límite inferior y superior de la
B0
segundos

B0
segundos
El valor del sistema se ha determinado mediante el experimento DØ también en Fermilab . [3]

El 25 de septiembre de 2006, Fermilab anunció que había descubierto algo que hasta entonces sólo se había teorizado.
B0
segundos
oscilación del mesón. [4] Según el comunicado de prensa de Fermilab:

Este primer gran descubrimiento de Run 2 continúa la tradición de descubrimientos de física de partículas en Fermilab, donde se descubrieron los quarks bottom (1977) y top (1995). Sorprendentemente, el extraño comportamiento de los quarks
B0
segundos
(pronunciado "B sub s") mesones es en realidad predicho por el Modelo Estándar de partículas y fuerzas fundamentales. El descubrimiento de este comportamiento oscilatorio es, por lo tanto, otro refuerzo de la durabilidad del Modelo Estándar...

Los físicos de CDF han medido previamente la velocidad de las transiciones materia-antimateria para el
B0
segundos
mesón, que consiste en el pesado quark bottom unido por la interacción nuclear fuerte a un antiquark extraño. Ahora han alcanzado el estándar para un descubrimiento en el campo de la física de partículas, donde la probabilidad de una observación falsa debe demostrarse que es menor que aproximadamente 5 en 10 millones ( 5/10 000 000 = 1/2 000 000 ). Para el resultado de CDF la probabilidad es aún menor, 8 en 100 millones ( 8/100 000 000 = 1/12 500 000 ).

Ronald Kotulak, escribiendo para el Chicago Tribune , calificó la partícula de "extraña" y afirmó que el mesón "puede abrir la puerta a una nueva era de la física" con sus interacciones probadas con el "espeluznante reino de la antimateria". [5]

El 14 de mayo de 2010, los físicos del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi informaron que las oscilaciones se desintegraban en materia un 1% más a menudo que en antimateria, lo que puede ayudar a explicar la abundancia de materia sobre antimateria en el Universo observado. [6] Sin embargo, resultados más recientes en LHCb con muestras de datos más grandes no han sugerido ninguna desviación significativa del Modelo Estándar. [7]

Desintegraciones raras

Los mesones B son una sonda importante para explorar la cromodinámica cuántica . [8] Varias rutas de desintegración poco comunes de los mesones B son sensibles a procesos físicos fuera del modelo estándar . La medición de estas fracciones de ramificación raras establece límites para nuevas partículas. El experimento LHCb ha observado y buscado varias de estas desintegraciones, como B s → μ + μ . [9]

El 21 de febrero de 2017, la colaboración LHCb anunció que se había observado la rara desintegración de un mesón B neutro en dos kaones con carga opuesta con una significancia estadística de 5 σ . [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ "[sin título citado]". repositorio.ubn.ru.nl . 2066/26242.
  2. ^ Abulencia, A.; et al. ( Colaboración CDF ) (2006). "Observación de
    B0
    segundos

    B0
    segundos
    Oscilaciones". Physical Review Letters . 97 (24): 242003. arXiv : hep-ex/0609040 . Código Bibliográfico :2006PhRvL..97x2003A. doi :10.1103/PhysRevLett.97.242003. PMID  17280271.
  3. ^ Abazov, VM; et al. ( D0 Collaboration ) (2006). "Límites directos en la frecuencia de oscilación de B0s" (PDF) . Physical Review Letters . 97 (2): 021802. arXiv : hep-ex/0603029 . Bibcode :2006PhRvL..97b1802A. doi :10.1103/PhysRevLett.97.021802. hdl :10211.3/194397. PMID:  16907434. S2CID  : 11632404.
  4. ^ "Los científicos del CDF del Fermilab lo hacen oficial: han descubierto el comportamiento de cambio rápido del mesón B-sub-s, que cambia entre materia y antimateria 3 billones de veces por segundo" (Nota de prensa). Fermilab . 25 de septiembre de 2006 . Consultado el 8 de diciembre de 2007 .
  5. ^ Kotulak, R. (26 de septiembre de 2006). «El descubrimiento de antimateria podría alterar la física: se rastrea una partícula entre el mundo real y el mundo fantasmal». Deseret News . Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2007. Consultado el 8 de diciembre de 2007 .
  6. ^ Overbye, D. (17 de mayo de 2010). «From Fermilab, a new clue to explain human existing?» (¿Una nueva pista para explicar la existencia humana desde el Fermilab?). The New York Times . Consultado el 26 de diciembre de 2016 .
  7. ^ Timmer, J. (29 de agosto de 2011). "El detector LHCb causa problemas a la teoría de la supersimetría". Ars Technica . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
  8. ^ Colaboración CMS; Colaboración LHCb (4 de junio de 2015). "Observación de la rara B0
    segundos
    → μ + μ
    desintegración a partir del análisis combinado de datos de CMS y LHCb". Nature . 522 (7554): 68–72. arXiv : 1411.4413 . Bibcode :2015Natur.522...68C. doi :10.1038/nature14474. PMID  26047778. S2CID  4394036.
  9. ^ Aaij, R.; Beteta, C. Abellán; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Affolder, A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Albrecht, J. (16 de octubre de 2015). "Búsqueda de las raras desintegraciones B 0 → J/ ψ γ y B 0
    segundos
    → J/ ψ γ
    ". Physical Review D . 92 (11): 112002. arXiv : 1510.04866 . Código Bibliográfico :2015PhRvD..92k2002A. doi :10.1103/PhysRevD.92.112002. S2CID  118320485.
  10. ^ Aaij, R.; et al. (21 de febrero de 2017). "Observación del modo de desintegración por aniquilación B 0 → K + K ". Physical Review Letters . 118 (8): 47–50. arXiv : 1610.08288 . Código Bibliográfico :2017PhRvL.118h1801A. doi :10.1103/PhysRevLett.118.081801. PMID  2828221. S2CID  27186492.

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