| 構成 | b s |
|---|---|
| 統計 | ボソン |
| 家族 | 中間子 |
| インタラクション | 強い、弱い、重力、電磁 |
| 反粒子 | B s( b s ) |
| 質量 | 5 366 .3 ± 0.6 MeV/ c 2 |
| 平均寿命 | 1.470+0.027 −0.026× 10 −12 秒 |
| 崩壊して | B0sの減衰モードを参照 |
| 電荷 | 0 電子 |
| スピン | 0 |
| 奇妙さ | -1 |
| 底なし | +1 |
| アイソスピン | 0 |
| パリティ | -1 |
の
B
s中間子はボトム反クォークとストレンジクォークから構成される中間子である。その反粒子は
B
s中間子は、ボトムクォークとストレンジ反クォークから構成されます。
B-B振動
ストレンジB中間子は、フェルミ国立加速器研究所のCDF実験で測定されたΔms =17.77±0.10(stat)±0.07(syst)ps −1のボックスダイアグラムを介して物質と反物質の間を振動する能力で知られています。[1]
つまり、ボトムクォークとストレンジ反クォークで構成される中間子、ストレンジ
B
中間子は、ボトム反クォークとストレンジクォークのペアに自発的に変化することができ、ストレンジ
B
中間子、そしてその逆も同様です。
2006年9月25日、フェルミ国立加速器研究所は、これまで理論のみでしか知られていなかったBs中間子振動を発見したと発表した。 [2]フェルミ国立加速器研究所のプレスリリースによると、
Run 2 の最初の大きな発見は、ボトム クォーク (1977 年) とトップ クォーク (1995 年) が発見されたフェルミ国立加速器研究所における素粒子物理学の発見の伝統を引き継ぐものです。驚くべきことに、B_s (「B サブ s」と発音) 中間子の奇妙な動作は、実は基本粒子と基本力の標準モデルによって予測されていました。この振動動作の発見は、標準モデルの耐久性をさらに強化するものです... CDF の物理学者は、強い核相互作用によってストレンジ反クォークに束縛された重いボトム クォークで構成される B_s 中間子の物質-反物質遷移の速度を以前に測定しました。これで、彼らは、誤った観察の確率が 1000 万分の 5 (5/10,000,000) 未満であることが証明されなければならない素粒子物理学の分野での発見の基準を達成しました。 CDFの結果では確率はさらに小さく、1億分の8(8/100,000,000)です。[2]
シカゴ・トリビューン紙のロナルド・コトゥラックは、この粒子を「奇妙」と呼び、中間子が「反物質の不気味な領域」と相互作用することが証明されており、「物理学の新しい時代への扉を開くかもしれない」と述べた。[3]
中間子の理解を深めることは、大型ハドロン衝突型加速器(LHCb)で実施されているLHCb実験の主な目的の一つである。[4] 2013年4月24日、 LHCb実験に参加しているCERNの物理学者は、ストレンジ中間子の崩壊においてCP対称性の破れを観測したと発表した。
B
科学者らはBs中間子が2つのミューオンに崩壊することを初めて発見し、大型ハドロン衝突型加速器実験により超対称性の科学理論に疑問が投げかけられた。[7] [ 8 ]
CERNの物理学者タラ・シアーズは、 CP対称性の破れの観測を「物理学の標準モデルの妥当性の検証」と表現した。[9]
まれな腐敗
B s中間子の稀な崩壊は標準モデルの重要なテストである。ストレンジ b 中間子がミューオン対に分岐する割合は、Br(B s → μ + μ − ) SM = (3.66 ± 0.23) × 10 −9という値で非常に正確に予測されている。この割合からの変動は、超対称性など標準モデルを超えた物理現象の可能性を示している。最初の決定的な測定は、LHCb と CMS の実験データの組み合わせから行われた: [10]
この結果は標準モデルと互換性があり、可能な拡張に制限を設けています。
参照
参考文献
- ^ A. Abulencia et al. ( CDF Collaboration ) (2006). 「観測の
B0
秒–
B0
秒振動」。Physical Review Letters . 97 (24): 242003. arXiv : hep-ex/0609040 . Bibcode :2006PhRvL..97x2003A. doi :10.1103/PhysRevLett.97.242003. PMID 17280271. - ^ ab 「そうかもしれない...そうかもしれない...そうなんです!!!」(プレスリリース)。フェルミ国立加速器研究所。2006年9月25日。 2007年12月8日閲覧。
- ^ R. Kotulak (2006 年 9 月 26 日)。「反物質の発見は物理学を変える可能性がある: 現実世界と不気味な世界の間で追跡された粒子」。Deseret News。2006年 10 月 18 日時点のオリジナルからアーカイブ。2007年12 月 8 日閲覧。
- ^ 「LHC物理学の味」(PDF)。Physics World。2008年6月。pp.22–25。
- ^ 「LHCb実験で新たな物質と反物質の差が観測される」CERN報道室。2013年4月24日。 2013年4月24日閲覧。
- ^ R. Aaij et al. ( LHCb コラボレーション) (2013). 「B s 0 中間子の崩壊における CP 対称性の破れの初観測」. Physical Review Letters . 110 (22): 221601. arXiv : 1304.6173 . Bibcode :2013PhRvL.110v1601A. doi :10.1103/PhysRevLett.110.221601. PMID 23767711. S2CID 20486226.
- ^ M. Hogenboom (2013年7月24日). 「LHCで超稀な崩壊が確認される」BBC . 2013年8月18日閲覧。
- ^ CMS (2015年5月14日). 「本物の公表結果からの数学的説明」Nature . 2015年5月15日閲覧。
- ^ M. Piesing (2013年4月24日). 「CERNの物理学者が物質と反物質の新たな違いを観察」. Wired UK . 2013年4月24日閲覧。
- ^ Collaboration, CMS (2015年6月4日). 「CMSとLHCbデータの複合解析による稀なBs0→μ+μ−崩壊の観測」. Nature . 522 (7554): 68–72. arXiv : 1411.4413 . Bibcode :2015Natur.522...68C. doi :10.1038/nature14474. ISSN 0028-0836. PMID 26047778. S2CID 4394036.
外部リンク
- V. ジェイミソン (2008 年 3 月 18 日)。「反転粒子が失われた反物質を説明できる」。ニューサイエンティスト。2010年1 月 23 日閲覧。
