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.
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
segundossistema 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
segundosEl valor del sistema se ha obtenido 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
segundososcilación 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
segundosmesón, 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]
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]