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Xi barión

Los bariones Xi o partículas en cascada son una familia de partículas hadrónicas subatómicas que tienen el símbolo Ξ y pueden tener una carga eléctrica ( Q ) de +2  e , +1  e , 0 o −1  e , donde e es la carga elemental .

Como todos los bariones convencionales , las partículas Ξ contienen tres quarks . Los bariones Ξ , en particular, contienen un quark up o un quark down y otros dos quarks más masivos. Los dos quarks más masivos son dos cualesquiera de los siguientes: strange , charm o bottom (se permiten dobles). Para la notación, se supone que los dos quarks pesados ​​en Ξ son ambos strange ; se añaden los subíndices "c" y "b" por cada quark charm o bottom aún más pesado que reemplace a uno de los dos presuntos quarks strange .

Históricamente se las llama partículas en cascada debido a su estado inestable; por lo general se observa que se desintegran rápidamente en partículas más ligeras, a través de una cadena de desintegraciones (desintegraciones en cascada). [2] El primer descubrimiento de un barión Xi cargado fue en experimentos de rayos cósmicos por el grupo de Manchester en 1952. [3] El primer descubrimiento de la partícula Xi neutra fue en el Laboratorio Lawrence Berkeley en 1959. [4] También se observó como un producto hijo de la desintegración del barión omega (
Ohmio−
) observado en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en 1964. [2] El espectro Xi es importante para la cromodinámica cuántica no perturbativa (QCD), como la QCD en red . [ ¿Por qué? ]

Historia

El
Oh-b
​La partícula también se conoce como partícula de cascada B y contiene quarks de las tres familias. Fue descubierta por los experimentos DØ y CDF en Fermilab . El descubrimiento se anunció el 12 de junio de 2007. Fue la primera partícula conocida compuesta de quarks de las tres generaciones de quarks , es decir, un quark down , un quark strange y un quark bottom . Las colaboraciones DØ y CDF informaron las masas consistentes del nuevo estado. La masa promedio mundial de Particle Data Group es5,7924 ± 0,0030 GeV/ c 2 .

Para la notación, se supone que los dos quarks pesados ​​son extraños , lo que se denota por un simple Ξ  ; se agrega un subíndice "c" para cada quark charm constituyente y una "b" para cada quark bottom . Por lo tanto , Ξ c , Ξ b , Ξ cc , Ξ cb , etc. A menos que se especifique , el contenido de quarks no up/down de los bariones Xi es extraño (es decir, hay un quark up o down y dos quarks extraños). Sin embargo, un
Oh0b
​contiene un quark up, uno strange y uno bottom, mientras que un
Oh0
bbcontiene un quark up y dos bottom.

En 2012, el experimento CMS del Gran Colisionador de Hadrones detectó una
Oh∗0
bbarión (masa reportada5945 ± 2,8 MeV/ c 2 ). [5] [6] (Aquí, "*" indica un decuplete bariónico ). El experimento LHCb en el CERN descubrió dos nuevos bariones Xi en 2014:
Ξ′-b
​y
Oh∗−
b. [7]

En 2017, los investigadores del LHCb informaron sobre otro barión Xi: el doblemente encantado.
Oh++
cc barión, que consta de dos quarks charm pesados ​​y un quark up. La masa de
Oh++
cces aproximadamente 3,8 veces la de un protón . [8] [9]

Lista de bariones Xi

Los valores de isospín y espín entre paréntesis no han sido establecidos firmemente por experimentos, pero son predichos por el modelo de quarks y son consistentes con las mediciones.

Notas de la tabla
  1. ^ abcde Se informó el ancho de resonancia ( Γ ) para esta especie. Aquí la conversión τ =  ⁠es/Γ⁠ se da en su lugar.
  2. ^ abcd Existe cierta controversia sobre estos datos. Ver referencias
  3. ^ En realidad, se trata de una medida de la vida media de los b-bariones que se desintegran en un chorro que contiene un átomo del mismo signo.
    Oh
    ±
    ℓ
    ±     par. Se supone que la mezcla es principalmente
    Oh
    b    ,     con algunos
    O
    b    .
  4. ^ abcd No se ha observado ni indicado ninguna partícula (o cantidad, es decir, el espín).

Véase también

Referencias

  1. ^ Zyla, PA; et al. (Grupo de Datos de Partículas) (2020). "Revisión de la Física de Partículas". Progreso de la Física Teórica y Experimental . 2020 (8): 083C01. doi : 10.1093/ptep/ptaa104 . hdl : 11585/772320 .
  2. ^ ab Nave, R. "El barión Xi". HyperPhysics . Consultado el 4 de abril de 2013 .
  3. ^ Armenteros, R.; et al. (Grupo de Manchester) (1952). "Las propiedades de las partículas V cargadas". Revista filosófica . 43 (341): 597. doi :10.1080/14786440608520216.
  4. ^ Alvarez, LW; et al. (1959). "Evento hiperónico en cascada neutral". Physical Review Letters . 2 (5): 215. Bibcode :1959PhRvL...2..215A. doi :10.1103/PhysRevLett.2.215.
  5. ^ Simpson, C. (28 de abril de 2013). «Nueva partícula descubierta con la máquina del bosón de Higgs». The Atlantic Wire . Consultado el 4 de abril de 2013 .
  6. ^ Chatrchyan, S.; et al. ( CMS Collaboration ) (2012). "Observación de un nuevo barión Ξ b ". Physical Review Letters . 108 (25): 252002. arXiv : 1204.5955 . Bibcode :2012PhRvL.108y2002C. doi :10.1103/PhysRevLett.108.252002. PMID  23004588. S2CID  119204847.
  7. ^ "El experimento LHCb observa dos nuevas partículas bariónicas nunca vistas hasta ahora" (Nota de prensa). Berna, Suiza: CERN . 19 de noviembre de 2014.
  8. ^ ab "El experimento LHCb se complace en anunciar la observación de una nueva partícula con dos quarks pesados" (Nota de prensa). CERN . 2017-07-06 . Consultado el 2017-07-06 .
  9. ^ Chang, Kenneth (6 de julio de 2017). «Los físicos del CERN encuentran una partícula con una doble dosis de encanto». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 8 de julio de 2017 .
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    Oh-b
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  13. ^ ab Aaltonen, T.; et al. ( CDF Collaboration ) (2007). "Observación y medición de masa del barión Ξ-b
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