El quark inferior, quark belleza o quark b , es una partícula elemental de tercera generación . Es un quark pesado con una carga de -1/3 mi .
Todos los quarks se describen de manera similar mediante interacción electrodébil y cromodinámica cuántica , pero el quark inferior tiene tasas de transición excepcionalmente bajas a quarks de menor masa. El quark inferior también es notable porque es un producto en casi todas las desintegraciones del quark superior y es un producto de desintegración frecuente del bosón de Higgs .
El quark inferior fue descrito teóricamente por primera vez en 1973 por los físicos Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa para explicar la violación del CP . [1] El nombre "fondo" fue introducido en 1975 por Haim Harari . [5] [6]
La evidencia del quark bottom fue obtenida por primera vez en 1977 por el equipo experimental Fermilab E288 dirigido por Leon M. Lederman , cuando las colisiones protón-nucleón produjeron la desintegración del bottomonium en pares de muones . [2] [7] [8] El descubrimiento fue confirmado aproximadamente un año después por las colaboraciones de PLUTO y DASP2 en el colisionador electrón-positrón DORIS en DESY . [9] [10] Se informó en ese momento que los científicos de DESY estaban a favor del nombre "belleza", mientras que los científicos estadounidenses tendían hacia "fondo". [10]
Kobayashi y Maskawa ganaron el Premio Nobel de Física en 2008 por su explicación de la violación del CP. [11] [12]
Si bien a veces se utiliza el nombre "belleza", "abajo" se convirtió en el uso predominante por analogía de "arriba" y "abajo" con "arriba" y "abajo" . [ cita necesaria ]
La masa "desnuda" del quark inferior es de aproximadamente4,18 GeV/ c 2 [3] – un poco más de cuatro veces la masa de un protón , y muchos órdenes de magnitud mayor que los quarks "ligeros" comunes.
Aunque casi exclusivamente realiza una transición desde o hacia un quark superior , el quark inferior puede descomponerse en un quark up o un quark charm a través de la interacción débil . Los elementos de la matriz CKM V ub y V cb especifican las velocidades en las que se suprimen ambas desintegraciones, lo que hace que la vida útil de la mayoría de las partículas del fondo (~10 −12 s) sea algo más larga que la de las partículas encantadas (~10 −13 s), pero más corta que los de partículas extrañas (de ~10 −10 a ~10 −8 s). [13]
La combinación de una gran masa y una baja tasa de transición proporciona a los subproductos de colisiones experimentales que contienen un quark inferior una firma distintiva que los hace relativamente fáciles de identificar mediante una técnica llamada " etiquetado B ". Por esa razón, los mesones que contienen el quark inferior tienen una vida excepcionalmente larga para su masa y son las partículas más fáciles de usar para investigar la violación de CP . Estos experimentos se están realizando en los experimentos BaBar , Belle y LHCb .
Algunos de los hadrones que contienen quarks inferiores incluyen: