ميزون بي

في فيزياء الجسيمات ميزونات بي (B mesons) هي جسيمات تتكون من ترابط ضديد كوارك قعري مع واحد من الكواركات: العلوي ( $B^{+}$ )، السفلي ( $B^{0}$ )، الغريب ( $B_{s}^{0}$ )، أو الساحر ( $B_{c}^{+}$ )، أما الكواركات الأخرى فإن ارتباط ضديد الكوارك القعري مع كوارك قمي غير ممكن بسبب أن الكوارك القمي غير مستقر وزمن بقائه قصير جداً، بينما ترابط ضديد كوارك قعري مع كوارك قعري لا يشكل جسيم ميزون-بي، إنما جسيم مختلف كليا يسمى بوتمنيوم.

كل واحد من ميزونات-بي يمتلك ضديد مادة خاص به متكون من كوارك قعري مرتبط مع أحد ضديدات الكواركات العلوي ( $B^{-}$ )، السفلي ( ${\overline {B}}^{0}$ )، الغريب ( ${\overline {B}}_{s}^{0}$ )، اوالساحر ( $B_{c}^{-}$ )، على التوالي.

قائمة ميزونات بي

قائمة خصائص ميزونات-بي
الجسيم	الرمز	ضديد الجسيم	مكوناته من الكواركات	الشحنة	الإيزوسبين ^{[الإنجليزية]}(I)	البرم و التكافؤ (J^P)	الكتلة السكونية (MeV/c²)	غرابة	سحر	قعرية	متوسط العمر (الثانية)	تفاصيل الانحلالات
ميزون-بي علوي	$B^{+}$	$B^{-}$	$u{\overline {b}}$	1+	1/2	⁻0	5279.29±0.15	0	0	1+	(1.638±0.004)×10⁻¹²	ملف PDF
ميزون-بي سفلي	$B^{0}$	${\overline {B}}^{0}$	$d{\overline {b}}$	0	1/2	⁻0	5279.61±0.16	0	0	1+	(1.520±0.004)×10⁻¹²	ملف PDF
ميزون-بي غريب	$B_{s}^{0}$	${\overline {B}}_{s}^{0}$	$s{\overline {b}}$	0	0	⁻0	5366.79±0.23	1−	0	1+	(1.510±0.005)×10⁻¹²	ملف PDF
ميزون-بي ساحر	$B_{c}^{+}$	$B_{c}^{-}$	$c{\overline {b}}$	1+	0	⁻0	6275.1±1.0	0	1+	1+	(0.507±0.009)×10⁻¹²	ملف PDF

مذبذبات B-
B

ميزونات-بي عديمة الشحنة أو المحايدة ( $B_{s}^{0}$ و $B^{0}$ ) تتحول بشكل تلقائي إلى الجسيمات الضديدة الخاصة بها ثم تعود إلى حالتها الاصلية، ويطلق على هذه الظاهرة بتذبذب النكهة ^{[الإنجليزية]}، ويعتبر وجود مذبذبات ميزونات-بي المتعادلة أحد النتائج الاساسية في النموذج القياسي من فيزياء الجسيمات، تم قياس زمن هذا التذبذب لنظام $B^{0}-{\overline {B}}^{0}$ وكانت النتيجة $0.496\,ps^{-1}$ ،[1] بينما لتذبذب نظام ميزونات $B_{s}^{0}-{\overline {B}}_{s}^{0}$ كان الناتج $17.77\pm 0.10(stat)\pm 0.07(syst)\,ps^{-1}$ وتم قياس هذه القيم في تجربة CDF في مختبر فيرمي،[2] بينما ظهرت التقديرات الأولى لها في تجربة DØ ^{[الإنجليزية]} في مختبر فيرمي ايضاً.[3]

في 25 سبتمبر 2006، اتى اعلان مختبر فيرمي على رصد اضمحلال مذبب ميزون $B_{s}$ [4] بالشكل التالي:

الاكتشاف الكبير الأول للتشغيل الثاني يكمل سلسلة الاكتشافات لفيزياء الجسيمات في مختبر فيرميلاب، حيث تم اكتشاف الكواركات القعري (1977) والقمي (1995). والمدهش هو أن هذا السلوك الغريب لميزونات $B_{s}$ تم التنبؤ به بالفعل من قبل النموذج القياسي للجسيمات والقوى الاولية. ويعتبر اكتشاف هذا السلوك التذبذبي تعزيزًا آخر لمتانة النموذج القياسي، ولقد سبق لفيزيائيي CDF قياس معدل تحولات المادة المضادة لميزون $B_{s}$ ، والذي يتكون من كوارك سفلي ثقيل مرتبط بفعل القوة النووية القوية مع ضديد كوارك غريب. وحققوا ذلك الاكتشاف في مجال فيزياء الجسيمات باحتمال الخطأ كان أقل من حوالي 5 في 10 ملايين (5/10,000,000). والان احتمال الخطا اقل حتى مما لدى CDF حيث يصل إلى 8 في 100 مليون (8/100,000,000).

كتب رونالد كوتولاك في صحيفة شيكاغو تريبيون، مسمياً الجسيم الجديد بالـ«شاذ» وذاكراً حول الميزون «بانه سيفتح الباب لعصر جديد من الفيزياء» بتفاعلاته المثبتة عملياً مع «عالم المادة المضادة».[5]

في 14 مايو 2010، نشر الفيزيائيين في معجل فيرمي الدولي بأن هذه التذبذبات تنحل إلى مادة أكثر بـ 1% من انحلالها إلى مادة مضادة، وهو ما قد يعطي تفسيراً لبقاء وجود المادة في الكون،[6] وفي نتائج احدث في مصادم LHCb باستعمال عينّات بيانات أكبر اقترحت عدم وجود انحراف يذكر عن قوانين النموذج القياسي في الفيزياء.[7]

الانحلالات النادرة

تعتبر جسيمات ميزونات-بي معياراً مهماً لاستكشاف الديناميكا اللونية الكمية،[8] بعض مسارات انحلالاتها غير شائعة ومتغيرة تتأثر بالعمليات الفيزيائية خارج إطار النموذج القياسي، قياس هذه المسارات الجديدة والنادرة تعطي نتائج لجسيمات أخرى جديدة، وفعلاً تم اكتشاف بعضها في مصادم LHCb منها انحلال ميزون-بي إلى ميوون وضديده: ${\displaystyle B_{s}}\longrightarrow \mu ^{+}\mu ^{-}$ .[9]

في 21 فبراير 2017، أعلن مصادم LHCb عن مسار شاذ اخر تحول فيه ميزون بي متعادل إلى جسيمين كاون مختلفان بالشحنة أكتشف بدلالات 5σ الإحصائية.[10]

انظر أيضا

المراجع

https://web.archive.org/web/20200420000746/http://repository.ubn.ru.nl/bitstream/2066/26242/، مؤرشف من الأصل في 20 أبريل 2020، اطلع عليه بتاريخ أكتوبر 2020. {{استشهاد ويب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)، الوسيط |title= غير موجود أو فارغ (مساعدة)
Abulencia, A.؛ وآخرون (مكشاف مصادم فيرميلاب) (2006)، "Observation of
B⁰
_s–
B⁰
_s Oscillations"، Physical Review Letters، 97 (24): 242003، arXiv:hep-ex/0609040، Bibcode:2006PhRvL..97x2003A، doi:10.1103/PhysRevLett.97.242003.
Abazov, V. M.؛ وآخرون (D0 Collaboration) (2006)، "Direct Limits on the B⁰
_s Oscillation Frequency" (PDF)، Physical Review Letters، 97 (2): 021802، arXiv:hep-ex/0603029، Bibcode:2006PhRvL..97b1802A، doi:10.1103/PhysRevLett.97.021802، مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 فبراير 2017.
"Fermilab's CDF scientists make it official: They have discovered the quick-change behavior of the B-sub-s meson, which switches between matter and antimatter 3 trillion times a second" (Press release)، فيرميلاب، 25 سبتمبر 2006، مؤرشف من الأصل في 07 نوفمبر 2015، اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2007.
Kotulak, R. (26 سبتمبر 2006)، "Antimatter discovery could alter physics: Particle tracked between real world, spooky realm"، Deseret News، مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2007، اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2007.
Overbye, D. (17 مايو 2010)، "From Fermilab, a New Clue to Explain Human Existence?"، نيويورك تايمز، مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2019، اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016.
Timmer, J. (29 أغسطس 2011)، "LHCb detector causes trouble for supersymmetry theory"، آرس تكنيكا، مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2019، اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2012.
CMS Collaboration؛ LHCb Collaboration (04 يونيو 2015)، "Observation of the rare B⁰
_s→µ⁺µ⁻ decay from the combined analysis of CMS and LHCb data"، Nature، 522 (7554): 68–72، arXiv:1411.4413، Bibcode:2015Natur.522...68C، doi:10.1038/nature14474، PMID 26047778، مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2019.
Aaij, R.؛ Beteta, C. Abellán؛ Adeva, B.؛ Adinolfi, M.؛ Affolder, A.؛ Ajaltouni, Z.؛ Akar, S.؛ Albrecht, J. (16 أكتوبر 2015)، "Search for the rare decays B⁰→J/ψγ and B⁰
_s→J/ψγ"، Physical Review D، 92 (11)، arXiv:1510.04866، Bibcode:2015PhRvD..92k2002A، doi:10.1103/PhysRevD.92.112002.
Aaij, R.؛ وآخرون (21 فبراير 2017)، "Observation of the Annihilation Decay Mode B0→K+K−"، Physical Review Letters، 118 (8)، Bibcode:2017PhRvL.118h1801A، doi:10.1103/PhysRevLett.118.081801.

بوابة الفيزياء
بوابة ميكانيكا الكم

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] ttps://web.archive.org/web/20200420000746/http://repository.ubn.ru.nl/bitstream/2066/26242/، مؤرشف من الأصل في 20 أبريل 2020، اطلع عليه بتاريخ أكتوبر 2020. {{استشهاد ويب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)، الوسيط |title= غير موجود أو فارغ (مساعدة)

[2] Abulencia, A.؛ وآخرون (مكشاف مصادم فيرميلاب) (2006)، "Observation of
B⁰
_s–
B⁰
_s Oscillations"، Physical Review Letters، 97 (24): 242003، arXiv:hep-ex/0609040، Bibcode:2006PhRvL..97x2003A، doi:10.1103/PhysRevLett.97.242003.

[3] Abazov, V. M.؛ وآخرون (D0 Collaboration) (2006)، "Direct Limits on the B⁰
_s Oscillation Frequency" (PDF)، Physical Review Letters، 97 (2): 021802، arXiv:hep-ex/0603029، Bibcode:2006PhRvL..97b1802A، doi:10.1103/PhysRevLett.97.021802، مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 فبراير 2017.

[4] "Fermilab's CDF scientists make it official: They have discovered the quick-change behavior of the B-sub-s meson, which switches between matter and antimatter 3 trillion times a second" (Press release)، فيرميلاب، 25 سبتمبر 2006، مؤرشف من الأصل في 07 نوفمبر 2015، اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2007.

[5] Kotulak, R. (26 سبتمبر 2006)، "Antimatter discovery could alter physics: Particle tracked between real world, spooky realm"، Deseret News، مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2007، اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2007.

[6] Overbye, D. (17 مايو 2010)، "From Fermilab, a New Clue to Explain Human Existence?"، نيويورك تايمز، مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2019، اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016.

[7] Timmer, J. (29 أغسطس 2011)، "LHCb detector causes trouble for supersymmetry theory"، آرس تكنيكا، مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2019، اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2012.

[8] CMS Collaboration؛ LHCb Collaboration (04 يونيو 2015)، "Observation of the rare B⁰
_s→µ⁺µ⁻ decay from the combined analysis of CMS and LHCb data"، Nature، 522 (7554): 68–72، arXiv:1411.4413، Bibcode:2015Natur.522...68C، doi:10.1038/nature14474، PMID 26047778، مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2019.

[9] Aaij, R.؛ Beteta, C. Abellán؛ Adeva, B.؛ Adinolfi, M.؛ Affolder, A.؛ Ajaltouni, Z.؛ Akar, S.؛ Albrecht, J. (16 أكتوبر 2015)، "Search for the rare decays B⁰→J/ψγ and B⁰
_s→J/ψγ"، Physical Review D، 92 (11)، arXiv:1510.04866، Bibcode:2015PhRvD..92k2002A، doi:10.1103/PhysRevD.92.112002.

[10] Aaij, R.؛ وآخرون (21 فبراير 2017)، "Observation of the Annihilation Decay Mode B0→K+K−"، Physical Review Letters، 118 (8)، Bibcode:2017PhRvL.118h1801A، doi:10.1103/PhysRevLett.118.081801.