B-Meson

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B+

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [1]
Ladung e
(+1,602 · 10−19 C)
Masse 5279,17(29) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 1/2
mittlere Lebensdauer 1,638(11) · 10−12 s
Wechselwirkung stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung 1 Up und 1 Anti-Bottom ($ u{\bar {b}} $)


B0

Klassifikation
Boson
Hadron
Meson
Eigenschaften [1]
Ladung neutral
Masse 5279,50(30) MeV/c2
SpinParität 0
Isospin 1/2
mittlere Lebensdauer 1,525(9) · 10−12 s
Wechselwirkung stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung 1 Down und 1 Anti-Bottom ($ d{\bar {b}} $)

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

B-Anti-Mesonen B-Mesonen
$ B^{-}\!\, $ $ {\bar {B^{0}}} $ $ B^{0}\!\, $ $ B^{+}\!\, $
Isospin $ I_{z} $
Quark-
Zusammensetzung
$ {\bar {u}} $ $ {\bar {d}} $ $ d\!\, $ $ u\!\, $
$ b\!\, $ $ b\!\, $ $ {\bar {b}} $ $ {\bar {b}} $
Bottomness $ B' $ -1 +1

Sie wurden 1983 mit dem CLEO-Teilchendetektor am CESR-Speicherring der Cornell-Universität in New Jersey (USA) entdeckt. B-Mesonen sind zur Zeit ein Objekt der Grundlagenforschung.

Eigenschaften

B-Mesonen haben eine Masse von 5,2789 GeV/c2 ($ B^{\pm } $) bzw. 5,2792 GeV/c2 ($ B^{0}\,\,{\text{und}}\,\,{\overline {B}}^{0} $) und eine Lebensdauer von 1,6·10-12 Sekunden.[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. Dies geht relativ langsam vor sich und kann durch Pinguin-Diagramme beschrieben werden.

Am $ \,(B^{0}-{\overline {B}}^{0}) $-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

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...
$ B_{C}^{-}\!\, $ $ {\bar {B_{S}^{0}}} $ $ B_{S}^{0}\!\, $ $ B_{C}^{+}\!\, $
...Charm $ C $ -1 0 0 +1
...Strangeness $ S $ 0 +1 -1 0
Quark-
Zusammensetzung
$ {\bar {c}} $ $ {\bar {s}} $ $ s\!\, $ $ c\!\, $
$ b\!\, $ $ b\!\, $ $ {\bar {b}} $ $ {\bar {b}} $
Bottomness $ B' $ -1 +1

Siehe auch

  • Liste der Mesonen

Literatur

  • Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche: Teilchen und Kerne. Eine Einführung in die physikalischen Konzepte („Particles and nuclei“). 7. Aufl. Springer, Berlin 2006, ISBN 978-3-540-36685-0, S. 194.

Weblinks

Fussnoten

  1. 1,0 1,1 Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: K. Nakamura et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Journal of Physics G 37 (2010) 075021 (online).
  2. Zum Vergleich: das schwerste Quark, das t-Quark, hat eine Masse von 170,9 GeV/c2.

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