B-Meson

B-Meson

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B+

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [1]
Ladung e
(+1,602 · 10−19 C)
Masse 5279,26(17) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 1/2 (z-Komponente +1/2)
Beauty +1
mittlere Lebensdauer 1,641(8) · 10−12 s
Wechselwirkungen stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung ub¯, 1 Up und 1 Anti-Bottom

B0

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [1]
Ladung neutral
Masse 5279,58(17) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 1/2 (z-Komponente -1/2)
Beauty +1
mittlere Lebensdauer 1,519(7) · 10−12 s
Wechselwirkungen stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung db¯, 1 Down und 1 Anti-Bottom

Die vier B-Mesonen (B für Bottom-Quark) enthalten ein schweres Bottom-Anti-Quark b¯ und ein leichtes u- oder d-Quark, oder aber jeweils die entsprechenden Antiteilchen:

B-Anti-Mesonen B-Mesonen
B B0¯ B0 B+
Isospin Iz
Quark-
Zusammensetzung
u¯ d¯ d u
b b b¯ b¯
Bottomness B -1 +1

Sie wurden 1983 mit dem CLEO-Teilchendetektor am CESR-Speicherring der Cornell-Universität in New Jersey (USA) entdeckt.

Eigenschaften

B-Mesonen haben eine Masse von 5,2789 GeV/c2 (B±) bzw. 5,2792 GeV/c2 (B0 und B0¯) und eine Lebensdauer von 1,6·10−12 s (B±) bzw. 1,5·10−12 s (B0, B0¯).[2] 

Alle B-Mesonen haben etwa gleiche Massen, weil der Hauptbeitrag jeweils vom schweren b-Quark bzw. seinem Antiteilchen kommt, und etwa gleiche Zerfallszeiten, weil jeweils hauptsächlich das b-Quark in ein c- oder u-Quark zerfällt.

Am B0-B0¯-System wird der Mechanismus der CP-Verletzung (nach dem CPT-Theorem äquivalent zur Verletzung der Symmetrie gegen Zeitumkehr) untersucht, ähnlich wie schon zuvor im System der Kaonen (den Entsprechungen der B-Mesonen, falls man das bottom-Quark durch ein strange-Quark ersetzt).

B-Mesonen mit Charm oder Strangeness

Bs0

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [3]
Ladung neutral
Masse 5366,79(23) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 0
Strangeness -1
Beauty +1
mittlere Lebensdauer 1,510(5) · 10−12 s
Wechselwirkungen stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung sb¯, 1 Strange und 1 Anti-Bottom

Bc+

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [3]
Ladung e
(+1,602 · 10−19 C)
Masse 6275,1(1,0) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 0
Charm +1
Beauty +1
mittlere Lebensdauer 0,507(9) · 10−12 s
Wechselwirkungen stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung cb¯, 1 Charm und 1 Anti-Bottom

Darüber hinaus werden als B-Mesonen mit Charm bzw. Strangeness auch die Mesonen bezeichnet, die zwar ein Bottom-Anti-Quark enthalten, jedoch statt eines Up- bzw. Down-Quarks jeweils ein Charm- bzw. Strange-Quark, oder aber jeweils die entsprechenden Antiteilchen:

B-Anti-Mesonen
mit …
B-Mesonen
mit …
Bc- B¯s0 Bs0 Bc+
… Charm C −1 0 0 +1
Strangeness S 0 +1 −1 0
Quark-
Zusammensetzung
c¯ s¯ s c
b b b¯ b¯
Bottomness B −1 +1

Siehe auch

Literatur

  • Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche: Teilchen und Kerne. Eine Einführung in die physikalischen Konzepte. 7. Aufl. Springer, Berlin 2006, ISBN 978-3-540-36685-0, S. 194.
  • P. Koppenburg, Z. Dolezal, M. Smizanska: Rare decays of b hadrons. In: Scholarpedia. Band 11, Nr. 6, 2016, S. 32643., doi:10.4249/scholarpedia.32643 (scholarpedia.org).

Weblinks

Einzelnachweise und Anmerkungen

  1. 1,0 1,1 Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: J. Beringer et al. (Particle Data Group): 2013 Review of Particle Physics. In: Physical Review D. Bd. 86, 2012, 010001 und 2013 partial update for the 2014 edition. Particle Data Group, abgerufen am 26. Februar 2014 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  2. Zum Vergleich: das schwerste Quark, das t-Quark, hat eine Masse von 170,9 GeV/c2.
  3. 3,0 3,1 K. A. Olive et al.: The Review of Particle Physics. In: Chin. Phys. C. Band 38, 2014, S. 090001, doi:10.1088/1674-1137/38/9/090001. und The Review of Particle Physics (2015). Particle Data Group, abgerufen am 29. Mai 2016.