b夸克

b夸克
组成	基本粒子
系	费米子
代	第三代
基本相互作用	强作用力、弱作用力、; 电磁力、引力
符号	; b;
反粒子	反b夸克（; b; )
理论	小林诚、益川敏英 (1973年)
发现	利昂·莱德曼等（1977年）
质量	4.18+0.03; −0.03 GeV/c2
衰变粒子	粲夸克或u夸克
电荷	-1⁄3 e
色荷	有
自旋	1⁄2
弱同位旋	LH：−1⁄2, RH：0
弱超荷	LH： 1⁄3, RH：−2⁄3

b夸克（bottom quark，台湾译底夸克，中国大陆又称“底夸克”^{[注 1]}）是带有电荷−1⁄3 e的第三代夸克，曾称美夸克（beauty quark）^[5]^{[注 2]}。虽然量子色动力学描述每一种夸克的方法都很类似，由于b夸克带有很大的裸质量（英语：bare mass）（约为7000420000000000000♠4.2 GeV/c²，^[3]^[6]^:135稍微多过质子质量的四倍)，而且CKM矩阵的元素V_ub与V_cb的数值很小，因此b夸克拥有独特的标签。当做实验时，使用一种称为底贴签（英语：b_tagging）的技术，可以很容易地辨识出它的踪迹。由于CP破坏涉及到三代的夸克，因此研究CP破坏比较合适使用的粒子是含有b夸克的介子。BaBar实验、Belle实验与LHCb实验都正在进行这类实验。

几乎所有t夸克的衰变都会产生b夸克，希格斯玻色子的衰变也常会产生b夸克。1973年，为了解释CP破坏，物理学者小林诚与益川敏英预言b夸克的存在。^[1]海姆·哈拉里（英语：Haim Harari）在1975年将这粒子命名为b夸克。^[7]^[8]费米实验室的利昂·莱德曼研究团队于1977年做通过粒子碰撞实验制成 b夸克偶素，从而发现b夸克。^[2]^[9]^[10] 由于“发现对称性破缺的来源，并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在”，小林诚与益川敏英荣获2008年诺贝尔物理学奖。 ^[11]^[12]有一些学者称b夸克为“美夸克”，但至今为止，“b夸克”仍旧是最常用的名称。^[13]

通过弱相对作用，b夸克可以衰变为u夸克或粲夸克。这类衰变被CKM矩阵所抑制（V_ub=0.0040、V_cb=0.04，数值很小）。b夸克很想衰变为t夸克（V_tb=0.9991），但是由于b夸克的质量小于t夸克，因此不能衰变为t夸克，所以，b夸克的平均寿命为比较长的1.3×10⁻¹² s，而每当b夸克衰变时，它比较常衰变为粲夸克。^[6] ^:327-329^[14]

含有b夸克的强子

以下列出一些含有b夸克的强子：

B介子含有一个b夸克（或反b夸克）与一个u夸克或d夸克。
B
c介子含有一个b夸克与粲夸克。
B
s介子含有一个b夸克与一个s夸克。
有很多种b夸克偶素态，例如
ϒ
介子、大型强子对撞器首先发现的粒子 χ_b(3P)。它们都是由一个b夸克与反b夸克形成的粒子。
含有b夸克的重子已被观测到，它们的命名方式与奇重子类似，例如
Λ0
b。

参阅

夸克模型

注释

^ 在2019年由中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会公布的《物理学名词》中，“底夸克”为非推荐名^[4]。
^ “美夸克”为被淘汰的旧名^[4]。

参考文献

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^ ^2.0 ^2.1 Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark (新闻稿). Fermilab. 1977-08-07 [2009-07-24]. （原始内容存档于2019-05-29）.
^ ^3.0 ^3.1 J. Beringer (Particle Data Group); et al. PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b′, t′, Free)' (PDF). Particle Data Group. 2012 [2012-12-18]. （原始内容 (PDF)存档于2013-05-12）.
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^ 粒子物理規則快打破了？. Yahoo! 新闻. 2022-12-09 [2022-12-10]. （原始内容存档于2022-12-14）（中文（繁体））.
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延伸阅读

L. Lederman. The Upsilon Particle. Scientific American. 1978, 239 (4): 72. doi:10.1038/scientificamerican1078-72.
R. Nave. Quarks. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. [2008-06-29]. （原始内容存档于2015-09-05）.
J. Yoh. The Discovery of the b Quark at Fermilab in 1977: The Experiment Coordinator's Story (PDF). Proceedings of Twenty Beautiful Years of Bottom Physics. Fermilab. 1997 [2009-07-24]. （原始内容存档 (PDF)于2018-08-08）.

外部链接

发现b夸克的历史（页面存档备份，存于互联网档案馆）

[5] 在2019年由中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会公布的《物理学名词》中，“底夸克”为非推荐名^[4]。

[7] “美夸克”为被淘汰的旧名^[4]。

[KM-1] 1.0 ^1.1 M. Kobayashi; T. Maskawa. CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction. Progress of Theoretical Physics. 1973, 49 (2): 652–657 [2020-10-09]. Bibcode:1973PThPh..49..652K. doi:10.1143/PTP.49.652. （原始内容存档于2008-12-24）.

[FermiPress1977-2] 2.0 ^2.1 Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark (新闻稿). Fermilab. 1977-08-07 [2009-07-24]. （原始内容存档于2019-05-29）.

[PDG2012-3] 3.0 ^3.1 J. Beringer (Particle Data Group); et al. PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b′, t′, Free)' (PDF). Particle Data Group. 2012 [2012-12-18]. （原始内容 (PDF)存档于2013-05-12）.

[WM-4] 4.0 ^4.1 物理学名词审定委员会．物理学名词 [S/OL]．全国科学技术名词审定委员会,公布. 3版．北京：科学出版社, 2019: 374. 科学文库.

[yahoo-6] 粒子物理規則快打破了？. Yahoo! 新闻. 2022-12-09 [2022-12-10]. （原始内容存档于2022-12-14）（中文（繁体））.

[Griffiths2008-8] 6.0 ^6.1 Griffiths, David J., Introduction to Elementary Particles 2nd revised, WILEY-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-40601-2

[9] H. Harari. A new quark model for hadrons. Physics Letters B. 1975, 57 (3): 265. Bibcode:1975PhLB...57..265H. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6.

[10] K.W. Staley. The Evidence for the Top Quark. Cambridge University Press. 2004: 31–33. ISBN 978-0-521-82710-2.

[11] L.M. Lederman. Logbook: Bottom Quark. Symmetry Magazine. 2005, 2 (8). （原始内容存档于2006-10-04）.

[12] S.W. Herb; et al. Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions. Physical Review Letters. 1977, 39 (5): 252. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252.

[13] 2008 Physics Nobel Prize lecture by Makoto Kobayashi. [2017-07-07]. （原始内容存档于2017-12-07）.

[14] 2008 Physics Nobel Prize lecture by Toshihide Maskawa. [2017-07-07]. （原始内容存档于2017-12-07）.

[15] Zielinski, Lynne. Physics Folklore. Fermilab Education Office. Fermilab. （原始内容存档于2010-05-27）.

[16] Nave, C. R. Transformation of Quark Flavors by the Weak Interaction. HyperPhylsics. [2017-07-07]. （原始内容存档于2017-07-09）.

[注 1]

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[注 2]

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