Просмотр кода страницы T-кварк

{{DISPLAYTITLE:''t''-кварк}}
{{Информация о частице
| цвет_фона =
| имя = {{math|''t''}}-кварк (истинный кварк, топ-кварк)
| изображение = Top antitop quark event.svg
| заголовок = 
| символ = {{math|''t''}}
| num_types = 3
| состав = [[фундаментальная частица]]
| семья = [[Фермион]]
| группа = [[Кварк]]
| поколение = Третье
| взаимодействие = [[сильное взаимодействие|сильное]], <br>[[слабое взаимодействие|слабое]], <br>[[электромагнитное взаимодействие|электромагнитное]], <br>[[гравитационное взаимодействие|гравитационное]]
| обнаружена = коллаборации [[CDF]] и [[D0]], [[1994]]
| масса = {{nobr|173,1 ± 0,6 [[ГэВ]]/[[скорость света|{{math|''c''}}]]<sup>2</sup>}}<ref>{{Cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2017/listings/rpp2017-list-t-quark.pdf |title=A REVIEW GOES HERE – Check our WWW List of Reviews t-Quark Mass (Direct Measurements) |access-date=2018-02-27 |archive-date=2018-03-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180328232916/http://pdg.lbl.gov/2017/listings/rpp2017-list-t-quark.pdf |deadlink=no }}</ref>
| время_жизни= ~5{{e|−25}}&nbsp;[[Секунда|с]]<ref name=boo15/>
| ширина_распада = 1,41{{±|0,19|0,15}} ГэВ<ref name=PDG2016>[http://pdg.lbl.gov/2016/listings/rpp2016-list-t-quark.pdf {{Wayback|url=http://pdg.lbl.gov/2016/listings/rpp2016-list-t-quark.pdf |date=20161201063552 }} {{Wayback|url=http://pdg.lbl.gov/2016/listings/rpp2016-list-t-quark.pdf |date=20161201063552 }} Сводная таблица свойств {{math|''t''}}-кварка на сайте Particle Data Group (2016).] {{Wayback|url=http://pdg.lbl.gov/2016/listings/rpp2016-list-t-quark.pdf |date=20161201063552 }}{{ref-en}}</ref>
| каналы_распада = {{math|''[[W-бозон|W]]''+''[[b-кварк|b]]''}}
| электрический_заряд = +2/3 [[Элементарный заряд|e]]
| цветовой_заряд = {{math|''r, g, b''}}
| спин = ½
| num_spin_states =
}}
{{Ароматы и квантовые числа}}

'''{{math|''t''}}-кварк''' (сокращение от '''топ-кварк'''<ref>{{Cite web |url=http://postnauka.ru/faq/4244 |title=FAQ: Топ-кварк 7 фактов о наиболее массивной частице Стандартной модели |access-date=2014-05-08 |archive-date=2014-05-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140508061223/http://postnauka.ru/faq/4244 |deadlink=no }}</ref>, {{lang-en|top quark}}) или '''истинный кварк''' ({{lang-en|truth quark}}<ref name="HPMOR">{{Cite web |url=https://www.hpmor.com/chapter/8 |title=Harry Potter and the Methods of Rationality, Chapter 8: Positive Bias.....Line 11 |last= |first= |date= |website=www.hpmor.com |archive-url=https://web.archive.org/web/20191013045045/http://www.hpmor.com/chapter/8 |archive-date=2019-10-13 |access-date=2019-10-02 |deadlink=no }}</ref>) — [[кварк]] с зарядом +(2/3)[[Элементарный электрический заряд|{{math|''e''}}]], принадлежащий к третьему [[Поколение (физика элементарных частиц)|поколению]].

== Свойства ==
Имея массу 173,2 ± 0,7 [[ГэВ]]/{{math|[[Скорость света|''c'']]<sup>2</sup>}}<ref name=PDG2016/>, {{mvar|t}}-кварк является наиболее массивным среди всех частиц [[Стандартная модель|Стандартной Модели]]; его масса близка к массе ядра [[Рений|рения]]<ref name="Hypertextbook">{{cite web |url=https://physics.info/qcd/practice.shtml |title=Quantum Chromodynamics |first=Glenn |last=Elert |website=The Physics Hypertextbook |accessdate=2019-03-23 |archive-date=2019-03-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190323221629/https://physics.info/qcd/practice.shtml |deadlink=no }}</ref>. [[Время жизни квантовомеханической системы|Время жизни]] {{mvar|t}}-кварка составляет около 5×10<sup>−25</sup> [[Секунда|секунды]]<ref name="Quadt">{{статья |автор=Quadt A. |заглавие=Top quark physics at hadron colliders |издание={{Нп3|European Physical Journal C}} |год=2006 |том=48 |номер=3 |страницы=835—1000 |doi=10.1140/epjc/s2006-02631-6 |bibcode=2006EPJC...48..835Q |ссылка=http://cds.cern.ch/record/1339554 |язык=en |тип=journal |archivedate=2019-10-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20191016042152/http://cds.cern.ch/record/1339554 }}</ref>, на порядок меньше временно́й шкалы сильного взаимодействия (≈3×10<sup>−24</sup> секунды). Ввиду короткого времени жизни он не успевает после возникновения [[адронизация|адронизоваться]] (стать частью [[адрон]]а) и ведёт себя как «голый» кварк; таким образом, не существует адронов, содержащих валентный {{mvar|t}}-кварк (виртуальные {{mvar|t}}-кварки, строго говоря, присутствуют в любом адроне).

Распадается почти всегда на [[b-кварк|{{mvar|b}}-кварк]] и [[W- и Z-бозоны|{{mvar|W}}-бозон]] ([[слабое взаимодействие|слабый распад]])<ref>{{Cite web |url=http://tevewwg.fnal.gov/top/ |title=Tevatron Electroweak Working Group, Top Subgroup |access-date=2009-05-27 |archive-date=2009-08-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090826115100/http://tevewwg.fnal.gov/top/ |deadlink=no }}</ref>; около 9 % распадов происходят с излучением лёгкого заряженного [[лептон]]а ([[электрон]]а или [[мюон]]а) и соответствующего [[нейтрино]]. Распад с вылетом тяжёлого [[тау-лептон|{{math|τ}}-лептона]] пока не наблюдался с достаточно значимой статистикой. Электромагнитные каналы распада подавлены ([[Электромагнитное излучение|радиационный распад]] в более лёгкие [[u-кварк|{{mvar|u}}-]] или [[c-кварк|{{mvar|c}}-кварк]] по реакциям {{math|''t'' → [[фотон|γ]]''u''}}, {{math|''t'' → γ''c''}} не обнаружен, экспериментальная вероятность таких реакций менее 0,6 %). Аналогичные слабые реакции с вылетом вместо фотона [[W- и Z-бозоны|{{mvar|Z}}-бозона]] ({{math|''t'' → ''Z''<sup>0</sup>''u''}}, {{math|''t'' → ''Z''<sup>0</sup>''c''}}) предсказаны, но достоверно пока не наблюдались (вероятность менее 14 %). Распад {{mvar|t}}-кварка за счёт [[Сильное взаимодействие|сильного взаимодействия]] запрещён, поскольку сильные взаимодействия (обмен [[глюон]]ом) могут изменять [[Цветовой заряд|цвет кварка]], но не меняют его [[Аромат (физика)|аромат]].

Истинный кварк ввиду большой массы и близкой к единице константе связи Юкавы для этой частицы (<math>y_t = \sqrt{2} m_t/v,</math> где {{nobr|{{mvar|v}} {{=}} 246 ГэВ}} — [[вакуумное среднее]] [[Поле Хиггса|поля Хиггса]]) сильно влияет на ряд наблюдаемых величин, обусловленных [[Электрослабое взаимодействие|электрослабым взаимодействием]], вследствие участия {{mvar|t}}-кварка в квантовых петлевых поправках Стандартной Модели. В частности, пока неизвестно, стабилен ли [[Ложный вакуум|вакуум]] Стандартной Модели или возможен его спонтанный распад из-за того, что «бегущая» (зависящая от энергии) константа самодействия поля Хиггса {{math|λ<sub>''H''</sub>}} при высоких энергиях становится меньше её значения при нулевой энергии. {{math|λ<sub>''H''</sub>}} существенно зависит (через вклад в вакуумные петлевые поправки) от массы {{mvar|t}}-кварка, однако точность измерений {{math|''m<sub>t</sub>''}} (около 0,37 % на 2017 год) пока не позволяет решить вопрос о стабильности вакуума<ref name=boo15/>.

== История открытия ==
Поиски {{mvar|t}}-кварка продолжались около 20 лет<ref name=boo15/>. Он был открыт в [[1994]]—[[1995 год]]ах в экспериментах на [[коллайдер]]е [[Тэватрон]] в американской лаборатории [[Фермилаб]] [[коллаборация]]ми CDF<ref name=CDF-1995>{{статья|автор=Abe F. ''et al''|заглавие=Observation of Top Quark Production in ppbar Collisions with the Collider Detector at Fermilab |издание=[[Physical Review Letters]] |год=1995 |том=74 |номер=14 |страницы=2626—2631 |doi=10.1103/PhysRevLett.74.2626 |pmid=10057978 |bibcode=1995PhRvL..74.2626A |язык=en |тип=journal}}</ref> и D0<ref name=D0-1995>{{статья |автор=Abachi S. ''et al''|заглавие=Search for High Mass Top Quark Production in ppbar Collisions at ''s''<sup>½</sup> = 1.8 TeV |издание=[[Physical Review Letters]] |год=1995 |том=74 |номер=13 |страницы=2422—2426 |doi=10.1103/PhysRevLett.74.2422 |bibcode=1995PhRvL..74.2422A |язык=en |тип=journal}}</ref>. Бо́льшая часть экспериментальных данных была накоплена в течение 1994 года. Статьи, заявляющие об открытии, были направлены в журнал [[Physical Review Letters]] коллаборациями CDF и D0 26 февраля 1995 года. Содержание статей не разглашалось до момента официального объявления об открытии, которое состоялось на семинаре в Фермилабе 2 марта 1995 года, одновременно с публикацией обеих работ<ref name=boo15>{{статья |автор=Боос Э. Э., Брандт О., Денисов Д., Денисов С. П., Граннис П. |заглавие=Top-кварк (к 20-летию открытия) |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/2015/12/a/ |издание=[[Успехи физических наук]] |год=2015 |том=185 |страницы=1241—1269 |doi=10.3367/UFNr.0185.201512a.1241 |язык=ru |издательство=[[Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН|Российская академия наук]] |archivedate=2016-12-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20161220103311/http://ufn.ru/ru/articles/2015/12/a/ }}</ref>.

До запуска [[Большой адронный коллайдер|Большого адронного коллайдера]] Тэватрон был единственным в мире экспериментальным комплексом, где могла родиться пара {{mvar|t}}-кварков. Энергия сталкивающейся [[протон]]-[[антипротон]]ной пары в [[система центра масс|системе центра масс]] на этом ускорителе равна 1,96 ТэВ. При такой энергии пары {{mvar|t}}-кварк + {{mvar|t}}-антикварк рождаются с сечением около 7 [[барн|пикобарн]], что совпадает с предсказанием Стандартной Модели (6,7—7,5 пикобарн для массы {{mvar|t}}-кварка 175 ГэВ/''c''<sup>2</sup>).

Открытие {{mvar|t}}-кварка, многие свойства которого были предсказаны Стандартной Моделью, окончательно подтвердило реальность кварков<ref name="lenta1">{{cite web |url=http://lenta.ru/articles/2012/06/27/plasma/ |title=Жарче Солнца |date=2012-06-28 |work=Конфайнмент и реальность кварков |publisher=[[Лента.Ру]] |accessdate=2014-01-26 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140104225630/http://lenta.ru/articles/2012/06/27/plasma/ |archivedate=2014-01-04 }}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{статья|автор=Боос Э. Э., Брандт О., Денисов Д., Денисов С. П., Граннис П. |заглавие=Top-кварк (к 20-летию открытия) |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/2015/12/a/ |издание=[[Успехи физических наук]] |год=2015 |том=185 |страницы=1241—1269 |doi=10.3367/UFNr.0185.201512a.1241 |язык=ru |издательство=[[Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН|Российская академия наук]] }}
* {{статья|автор=Andrea Giammanco|заглавие=Single top quark production at the LHC|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405428315000027|язык=en|издание=[[Reviews in Physics]]|год=2016|volume=1|pages=1—12|doi=10.1016/j.revip.2015.12.001|arxiv=}}
* {{статья|автор=Giorgio Cortiana|заглавие=Top-quark mass measurements: Review and perspectives|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405428316300028|язык=en|издание=[[Reviews in Physics]]|год=2016|volume=1|pages=60—76|doi=10.1016/j.revip.2016.04.001|arxiv=}}

== Ссылки ==
* [http://pdg.lbl.gov/2017/listings/rpp2017-list-t-quark.pdf Сводная таблица свойств {{math|''t''}}-кварка на сайте Particle Data Group (2017)]{{ref-en}}
* [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/contents_listings.html Полная таблица свойств частиц на сайте Particle Data Group]{{ref-en}}

{{Внешние ссылки}}
{{Частицы}}

[[Категория:Кварки]]
[[Категория:Стандартная модель]]