Quark bottom

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Quark bottom
ComposizioneParticella elementare
FamigliaFermione
GruppoQuark
GenerazioneTerza
InterazioneForte, debole, elettromagnetica, Gravità
AntiparticellaAntiquark bottom (b)
TeorizzataMakoto Kobayashi e Toshihide Maskawa (1973)
ScopertaLeon Max Lederman et al. (1977)[1]
Simbolob
Massa4,20 +0,17 -0,7 GeV/c2 4,68 +0,17 -0,7 GeV/c2[2]
Prodotti di decadimentoQuark charm, quark up
Carica elettrica-1/3 e
Carica di coloreSi
Spin1/2

Il quark basso, bello o bellezza (in inglese bottom o beauty, il termine anglofono è più comunemente riscontrato, a volte semplicemente citato come b) è un quark di 3ª generazione con carica pari a -1/3e e massa stimata di 4,20 GeV/c2.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Teorizzato nel 1973 dai fisici Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa per spiegare la violazione della simmetria CP[3] (il nome bottom fu introdotto nel 1975 da Haim Harari[4][5]), venne scoperto nel 1977 al Fermi National Accelerator Laboratory, noto anche come Fermilab, da un gruppo di ricercatori guidato da Leon Lederman,[1] in seguito a collisioni che produssero il bottomonium.[6] La scoperta avvenne attraverso l'osservazione nei decadimenti di coppie di leptoni μ (noti anche come muoni) di uno stato risonante ad una massa pari a 9,5 GeV non compatibile con nessun oggetto precedentemente noto. Lo stato risonante prese il nome di mesone upsilon e venne interpretato come lo stato legato di un quark di nuova generazione con il suo antiquark.[7]

Kobayashi e Maskawa ottennero il premio Nobel per la fisica nel 2008 per la spiegazione della violazione della parità CP.[8][9]

Al momento della scoperta furono proposti per il nuovo quark i nomi di bottom (fondo) e beauty (bellezza). La dizione bottom è diventata predominante, anche se entrambe sono tuttora usate e comunque caratterizzate dalla stessa iniziale "b".

Fisica del quark bottom[modifica | modifica wikitesto]

Negli ultimi decenni c'è stato un notevole interesse nei riguardi dei fenomeni fisici legati agli adroni formati da quark b, in special modo verso i mesoni. L'interesse è particolarmente legato al fenomeno di violazione della simmetria CP; il meccanismo di rottura della simmetria CP è previsto dall'attuale teoria dominante nelle particelle elementari, il Modello Standard, in simmetria con quanto accade per i kaoni, ed alcuni dei meccanismi previsti lo rendono un preciso banco di prova per questa teoria.

Tra i fenomeni di maggiore interesse si possono citare le oscillazioni del mesone e quella recentissima del mesone .

Adroni che contengono quark bottom[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Lista dei barioni e Lista dei mesoni.

Alcuni degli adroni che contengono quark bottom sono:

  • il mesone B che contiene un quark bottom ( o la sua antiparticella) e un quark up o un quark down
  • il mesone charm B e strange B che contengono un quark bottom assieme rispettivamente a un quark charm o strange
  • vari stati del bottomonium come ad esempio il mesone upsilon, che contengono un quark bottom e la sua antiparticella
  • i barioni bottom, che seguono la denominazione dei corrispondenti barioni strange, dando luogo ad esempio a e .

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b (EN) Discoveries at Fermilab - Discovery of the Bottom Quark, Fermilab, 7 agosto 1997. URL consultato il 24 luglio 2009.
  2. ^ (EN) C. Amsler et al. (Particle Data Group), Review of Particle Physics: Bottom Quark (PDF), in Physics Letters B, vol. 667, 1–5, 2008, pp. 1–1340, e aggiornamento parziale nel 2009 per l'edizione del 2010.
  3. ^ M. Kobayashi, T. Maskawa, CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction, in Progress of Theoretical Physics, vol. 49, nº 2, 1973, pp. 652–657, DOI:10.1143/PTP.49.652.
  4. ^ H. Harari, A new quark model for hadrons, in Physics Letters B, 57B, 1975, p. 265, DOI:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
  5. ^ K.W. Staley, The Evidence for the Top Quark, Cambridge University Press, 2004, pp. 31–33, ISBN 978-0-521-82710-2.
  6. ^ L.M. Lederman, Logbook: Bottom Quark, in Symmetry Magazine, vol. 2, nº 8, 2005 (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2006).
  7. ^ S.W. Herb et al., Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions, in Physical Review Letters, vol. 39, 1997, p. 252, DOI:10.1103/PhysRevLett.39.252.
  8. ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi
  9. ^ 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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