ボトムクォーク

ボトムクォーク、ビューティクォーク、またはbクォークは、第3世代の素粒子です。これは、電荷を持つ重いクォークです。1/3⁠  e .

すべてのクォークは電弱相互作用と量子色力学によって同様に記述されますが、ボトムクォークはより低質量のクォークへの遷移率が非常に低いです。ボトムクォークは、ほとんどすべてのトップクォークの崩壊の生成物であり、ヒッグス粒子の崩壊生成物として頻繁に生成される点でも注目に値します。

ボトムクォークは、1973年に物理学者の小林誠と益川敏英によってCP対称性の破れを説明するために初めて理論的に説明されました。^{[1] 「ボトム」という名前は、1975年に}ハイム・ハラリによって導入されました。^{[5] [6]}

ボトムクォークの証拠は、1977年にレオン・M・レーダーマン率いるフェルミ国立加速器研究所のE288実験チームによって初めて得られました。このとき、陽子と核子の衝突によってボトムオニウムが生成し、ミューオンのペアに崩壊しました。^{[2] [7] [8]この発見は、約1年後に}DESYの電子陽電子衝突型加速器DORISのPLUTOおよびDASP2共同研究によって確認されました。^{[9] [10]}当時、DESYの科学者は「ビューティ」という名前を支持し、アメリカの科学者は「ボトム」に傾倒していると報告されました。^[10]

小林と益川はCP対称性の破れを説明した功績により2008年のノーベル物理学賞を受賞した。 ^{[11] [12]}

「美」という名称が使われることもあるが、 「上」と「下」を「上」と「下」に例えると、「下」が主流となった。^[要出典]

ボトムクォークの「裸の」質量は約4.18  GeV/ c ^{2 [3] –}陽子の質量の4倍強で、一般的な「軽い」クォークよりも桁違いに大きい。

ボトムクォークはトップクォークから、またはトップクォークへ遷移することがほとんどですが、弱い相互作用によってアップクォークまたはチャームクォークに崩壊する可能性があります。CKM行列要素V _ubとV _{cb は}、これらの崩壊の両方が抑制される速度を指定します。これにより、ほとんどのボトム粒子の寿命（約10 ⁻¹²  s）はチャーム粒子の寿命（約10 ^{−13 s）よりもいくらか長くなりますが、ストレンジ粒子の寿命（約10 −10 s}から約10 ⁻⁸  s） よりも短くなります。 ^[13]

高い質量と低い遷移率の組み合わせにより、ボトム クォークを含む実験的衝突副産物には独特の特徴が与えられ、「B タグ付け」と呼ばれる技術を使用して比較的簡単に識別できます。そのため、ボトム クォークを含む中間子は質量の割に寿命が異常に長く、 CP 対称性の破れを調査するのに最も使いやすい粒子です。このような実験は、 BaBar、Belle、LHCb実験 で行われています。

ボトムクォークを含む ハドロンには以下のものがあります。

• B中間子にはボトムクォーク（またはその反粒子）とアップクォークまたはダウンクォークが含まれています。
• 
  B
  _ｃそして
  B
  _s中間子には、それぞれボトムクォークとチャームクォークまたはストレンジクォークが含まれています。
• ボトモニウム状態は数多く存在し、例えば
  ϒ
  中間子とχ _b (3P) は、 LHCで最初に発見された粒子です。これらはボトムクォークとその反粒子で構成されています。
• ボトムバリオンは観測されており、ストレンジバリオン（例えば
  Λ⁰
  _ビット）。

• クォークモデル
• Bファクトリー
• B中間子

• L. Lederman (1978). 「ユプシロン粒子」. Scientific American . 239 (4): 72–81. Bibcode :1978SciAm.239d..72L. doi :10.1038/scientificamerican1078-72.
• R. Nave. 「クォーク」。HyperPhysics 。ジョージア州立大学、物理学および天文学部。2008年6 月 29 日閲覧。
• A. ピカリング (1984)。クォークの構築。シカゴ大学出版局。pp. 114–125。ISBN 978-0-226-66799-7。
• J. Yoh (1997). フェルミ国立加速器研究所における 1977 年の b クォークの発見: 実験コーディネーターの物語(PDF) .ボトム物理学の 20 年間の美しき記録。AIP 会議記録。第 424 巻。pp. 29–42。Bibcode : 1998AIPC..424...29Y。doi :10.1063/1.55​​114。
• ストーン、シェルドン(1994)。B Decays (第 2 版)。シラキュース大学: World Scientific。doi : 10.1142/ 1441。ISBN 978-981-02-0708-3. OCLC  636743000.

• ボトムクォーク/ユプシロン中間子の発見の歴史 2017年8月24日アーカイブウェイバックマシン