Истинный кварк (англ. truth) или топ-кварк (англ. top) - кварк с зарядом +(2/3)e, принадлежащий к третьему поколению. Имея массу 173,1 ± 1,3 ГэВ/c², он является наиболее массивной среди всех частиц Стандартной Модели (за исключением пока не обнаруженного бозона Хиггса); его масса близка к массе ядра рения. Время жизни t-кварка составляет 10−25 с, в 20 раз меньше временно́й шкалы сильного взаимодействия.
Из-за своей большой массы топ-кварк до сих пор наблюдался пока на одном лишь ускорителе - Тэватроне (на других ускорителях просто не хватало энергии для его рождения). Физики шутят, что с запуском БАК топ-кварки наконец-то «увидят» и в Старом свете. Большая масса топ-кварка интересует физиков еще и по следующим причинам:
ü Масштаб нарушения электрослабой симметрии v = 246 ГэВ. Массы всех остальных фермионов (как лептонов, так и кварков) намного меньше этого значения, а масса топ-кварка — нет. Это всё наводит на мысль, что топ-кварк может принимать очень активное участие в механизме нарушения электрослабой симметрии, а не просто быть пассивным наблюдателем, как другие фермионы. Например, один из неминимальных вариантов хиггсовского механизма опирается на конденсат топ-кварк–антикварковых пар.
ü В стандартной модели массы фермионов определяются по формуле mf = gf v/√2, где gf — безразмерная константа связи фермиона с хиггсовским полем. Для топ-кварка соответствующая константа gt примерно равна единице. Случайно ли такое совпадение или в нём есть глубокий смысл, пока неизвестно.
ü Петли с виртуальными топ-кварками дают самый большой вклад в петлевые поправки к свойствам хиггсовских бозонов (к эффективному потенциалу и к массе бозона Хиггса).
ü Несмотря на то, что топ-кварк распадается за счет слабого взаимодействия и что такие распады обычно протекают медленно, в данном случае из-за большой массы топ-кварка этот распад происходит на редкость быстро, заметно быстрее типичного адронного масштаба времени. За время своей жизни они успевают пролететь дистанцию порядка 0,1 фм, и на них не успевает повлиять конфайнмент кварков. Получается, топ-кварки рождаются и распадаются фактически свободными, не успев образовать мезоны.
Кроме того, топ-кварки интересуют физиков не только сами по себе, но и как «рабочий инструмент» для изучения хиггсовского бозона. Один из наиболее важных каналов рождения хиггсовского бозона на БАК - ассоциативное рождение вместе с топ-кварк–антикварковой парой. Для того чтобы надежно отделять такие события от фона, надо вначале хорошо изучить свойства самих топ-кварков.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему