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ボトムクォークとは?

ぼとむくぉーく

トムクォークとは、6種類あるクォークのひとつで、第3世代に属する比較的重い素粒子です。

トムクォーク(bottom quark)は、素粒子物理学の標準模型に登場する6種類のクォークのひとつです。「ビューティクォーク(beauty quark)」とも呼ばれ、記号は「b」で表されます。クォークは世代ごとにペアを組んでおり、ボトムクォークはトップクォークとともに第3世代に属しています。

ボトムクォークの質量は約4.2〜4.7GeV/c²で、トップクォークに次いで重いクォークです。電荷は−1/3(素電荷の単位)を持ちます。1977年にアメリカのフェルミ国立加速器研究所において、ボトムクォークとその反粒子を含む「ウプシロン粒子(Υ)」が発見されたことで、その存在が確認されました。

ボトムクォークを含む粒子はBメソン(B中間子)と総称されます。Bメソンはボトムクォークと反クォーク(またはその逆)が結びついた状態で、次のような特徴があります。

  • 寿命が比較的長く(約1.5ピコ秒)、崩壊を詳細に観測しやすい
  • CP対称性の破れを研究するための格好の対象である
  • フレーバー物理学の精密実験で重要な役割を果たす

Bファクトリーと呼ばれる専用加速器(日本のBelle実験、米国のBaBar実験など)でBメソンが大量生成・研究され、宇宙の物質優勢の謎に迫る手がかりが得られています。

使い方・例文

BファクトリーでのBメソン崩壊実験において、ボトムクォークを含む粒子の振る舞いを測定することで、物質と反物質の非対称性を調べる場面で登場します。

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