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Barión omega

Rastro de la cámara de burbujas del primer evento bariónico Ω observado en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, adaptado del trazado original. Los rastros de partículas neutras (líneas discontinuas) no son visibles en la cámara de burbujas. La colisión de un mesón K − con un protón crea un Ω − , un K 0 y un K + . El Ω − se desintegra en un π − y un Ξ 0 , que a su vez se desintegra en un Λ 0 y un π 0 . El Λ 0 se desintegra en un protón y un π − . El π 0 , invisible debido a su corta vida, se desintegra en dos fotones (γ), que a su vez crean un par electrón-positrón .

Los bariones omega (a menudo llamados simplemente partículas omega) son una familia de hadrones subatómicos que están representados por el símbolo
Ohmio
y son neutros en cuanto a carga o tienen una carga elemental de +2, +1 o −1 . Además, no contienen quarks up o down . [1] Tampoco se espera que se observen bariones omega que contengan quarks top . Esto se debe a que el Modelo Estándar predice que la vida media de los quarks top es aproximadamente5 × 10 −25  s , [2] que es aproximadamente una vigésima parte de la escala de tiempo necesaria para las interacciones fuertes requeridas para la hadronización , el proceso por el cual los hadrones se forman a partir de quarks y gluones.

El primer barión omega fue el
Ohmio−
, estaba formado por tres quarks extraños y fue descubierto en 1964. [3] El descubrimiento fue un gran triunfo en el estudio de los quarks , ya que se encontró solo después de que su existencia, masa y productos de desintegración habían sido predichos en 1961 por el físico estadounidense Murray Gell-Mann y, de forma independiente, por el físico israelí Yuval Ne'eman . Además de la
Ohmio−
, una partícula omega encantada (
Ohmio0
c) fue descubierto en 1985, en el que un quark extraño es reemplazado por un quark encantador .
Ohmio−
se desintegra únicamente a través de la interacción débil y, por lo tanto, tiene una vida útil relativamente larga. [4] Los valores de espín ( J ​​) y paridad ( P ) para bariones no observados se predicen mediante el modelo de quarks . [5]

Como los bariones omega no tienen quarks arriba o abajo, todos tienen isospín 0.

Bariones omega

Estructura de quarks del barión omega (
Ohmio−
)

† No se ha observado ni indicado ninguna partícula (o cantidad, es decir, espín).

Descubrimientos recientes

El
Ohmio-b
​La partícula es un barión "doblemente extraño " que contiene dos quarks extraños y un quark bottom . El descubrimiento de esta partícula fue anunciado por primera vez en septiembre de 2008 por físicos que trabajaban en el experimento DØ en las instalaciones Tevatron del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi . [9] [10] Sin embargo, la masa reportada de6165 ± 16  MeV/ c 2 fue significativamente mayor de lo esperado en el modelo de quarks . La aparente discrepancia con el Modelo Estándar se denominó desde entonces "
Ohmio
brompecabezas". En mayo de 2009, la colaboración CDF hizo públicos sus resultados en la búsqueda del
Ohmio-b
​basado en el análisis de una muestra de datos de aproximadamente cuatro veces el tamaño de la utilizada por el experimento DØ . [8] CDF midió la masa que se6 054 .4 ± 6.8 MeV/ c 2 , lo que coincidió perfectamente con la predicción del Modelo Estándar. No se observó ninguna señal en el valor DØ informado. Los dos resultados difieren en111 ± 18 MeV/ c 2 , lo que equivale a 6,2 desviaciones estándar y, por lo tanto, es inconsistente. La excelente concordancia entre la masa medida por CDF y las expectativas teóricas es una fuerte indicación de que la partícula descubierta por CDF es de hecho la
Ohmio-b
​En febrero de 2013, la colaboración LHCb publicó una medición de la
Ohmio-b
​masa que es consistente con el resultado de la CDF, pero más precisa que éste. [11]

En marzo de 2017, la colaboración LHCb anunció la observación de cinco nuevos telescopios estrechos.
Ohmio0
cEstados en descomposición
O+
c
K−
, donde el
O+
cFue reconstruido en modo de descomposición.
pag

K−

π+
. [12] [13] Los estados se nombran
Ohmio
do(3000) 0 ,
Ohmio
do(3050) 0 ,
Ohmio
do(3066) 0 ,
Ohmio
do(3090) 0 y
Ohmio
do(3119) 0 . Se informaron sus masas y anchos, pero no se pudieron determinar sus números cuánticos debido al gran fondo presente en la muestra.

Véase también

Referencias

  1. ^ Particle Data Group . «Revisión de física de partículas de 2010: esquema de denominación de los hadrones» (PDF) . Consultado el 26 de diciembre de 2011 .
  2. ^ A. Quadt (2006). "Física del quark top en colisionadores de hadrones". European Physical Journal C . 48 (3): 835–1000. Bibcode :2006EPJC...48..835Q. doi :10.1140/epjc/s2006-02631-6. S2CID  121887478.
  3. ^ VE Barnes; et al. (1964). "Observación de un hiperón con extrañeza menos tres" (PDF) . Physical Review Letters . 12 (8): 204. Bibcode :1964PhRvL..12..204B. doi :10.1103/PhysRevLett.12.204. OSTI  12491965.
  4. ^ R. Nave. "El barión omega". HyperPhysics . Consultado el 26 de noviembre de 2009 .
  5. ^ Körner, JG; Krämer, M; Pirjol, D (1 de enero de 1994). "Bariones pesados". Progreso en física de partículas y nuclear . 33 : 787–868. arXiv : hep-ph/9406359 . Código Bibliográfico : 1994PrPNP..33..787K. doi : 10.1016/0146-6410(94)90053-1. S2CID  : 118931787.
  6. ^ Particle Data Group . «2006 Review of Particle Physics – Ω−» (PDF) . Consultado el 20 de abril de 2008 .
  7. ^ Grupo de datos de partículas . «Listado de Ω0c – Ω0c» (PDF) . Consultado el 13 de agosto de 2018 .
  8. ^ ab T. Aaltonen et al. ( Colaboración CDF ) (2009). "Observación de la
    Ohmio-b
    ​    y Medición de las Propiedades de la
    O-b
    ​    y
    Ohmio-b
    ​    ". Physical Review D . 80 (7): 072003. arXiv : 0905.3123 . Código Bibliográfico :2009PhRvD..80g2003A. doi :10.1103/PhysRevD.80.072003. hdl :1721.1/52706. S2CID  54189461.
  9. ^ "Los físicos del Fermilab descubren una partícula "doblemente extraña"". Fermilab . 3 de septiembre de 2008 . Consultado el 4 de septiembre de 2008 .
  10. ^ V. Abazov et al. ( Colaboración DØ ) (2008). "Observación del barión b doblemente extraño
    Ohmio-b
    ​    ". Physical Review Letters . 101 (23): 232002. arXiv : 0808.4142 . Código Bibliográfico :2008PhRvL.101w2002A. doi :10.1103/PhysRevLett.101.232002. PMID  19113541. S2CID  30481085.
  11. ^ R. Aaij y otros. ( Colaboración LHCb ) (2013). "Medición de la
    O0b
    ​    ,
    O-b
    ​    y
    Ohmio-b
    ​    masas bariónicas". Physical Review Letters . 110 (18): 182001. arXiv : 1302.1072 . Código Bibliográfico :2013PhRvL.110r2001A. doi :10.1103/PhysRevLett.110.182001. PMID  23683191. S2CID  22966047.
  12. ^ "LHCb observa un grupo excepcionalmente grande de partículas". CERN.
  13. ^ R. Aaij et al. ( colaboración LHCb ) (2017). "Observación de cinco nuevos
    Ohmio0
    c    Estados en descomposición
    O+
    c
    K−
    ". Physical Review Letters . 11801 (2017): 182001. arXiv : 1703.04639 . Código Bibliográfico :2017PhRvL.118r2001A. doi :10.1103/PhysRevLett.118.182001. PMID  28524669. S2CID  610517.

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