znakowanie b

b-tagging to metoda znakowania smaku strumienia stosowana we współczesnych eksperymentach fizyki cząstek elementarnych . Jest to identyfikacja (lub „oznakowanie”) dżetów pochodzących z kwarków dolnych (lub kwarków b, stąd nazwa).

Znaczenie

b-tagowanie jest ważne, ponieważ:

Fizyka kwarków dolnych jest dość interesująca; w szczególności rzuca światło na naruszenie CP .
Niektóre ważne cząstki o dużej masie (zarówno niedawno odkryte, jak i hipotetyczne) rozpadają się na kwarki dolne. Górne kwarki prawie zawsze to robią, a oczekuje się, że bozon Higgsa rozpadnie się na kwarki dolne częściej niż jakakolwiek inna cząstka, biorąc pod uwagę, że jego masa wynosi około 125 GeV. Identyfikacja kwarków dolnych pomaga zidentyfikować rozpady tych cząstek.

Metody

Schemat przedstawiający wspólną zasadę identyfikacji dżetów inicjowanych przez rozpady b-hadronów

Metody oznaczania b-tagging oparte są na unikalnych cechach b-jets. Obejmują one:

Hadrony zawierające kwarki dolne mają wystarczającą żywotność, aby przebyć pewną odległość przed rozpadem. Z drugiej strony ich czas życia nie jest tak długi, jak w przypadku lekkich hadronów kwarkowych, więc raczej rozpadają się wewnątrz detektora niż uciekają. Pojawienie się precyzyjnych detektorów krzemowych w detektorach cząstek umożliwiło identyfikowanie cząstek, które pochodzą z miejsca innego niż miejsce powstania kwarka dolnego ( np . b-jet.
Kwark dolny jest znacznie masywniejszy niż cokolwiek, na co się rozpada. Zatem produkty jego rozpadu mają zwykle wyższy pęd poprzeczny ( pęd prostopadły do pierwotnego kierunku kwarka dolnego, a więc i b-dżetu). Powoduje to, że b-dżety są szersze, mają większą krotność (liczbę cząstek składowych) i niezmienne masy , a także zawierają niskoenergetyczne leptony o pędzie prostopadłym do dżetu. Te dwie cechy można zmierzyć, a dżety, które je mają, z większym prawdopodobieństwem będą b-dżetami.
Algorytmy przeciwnej strony zostały użyte w LHCb do oznaczenia zapachu w parach kwarków b przy użyciu produktów rozpadu B-hadronów w celu wywnioskowania smaku mezonów B.

Żadna z metod identyfikacji b-dżetów nie jest niezawodna, a współczesne eksperymenty fizyki cząstek elementarnych muszą poświęcić dużo czasu na badanie, jak często skutecznie identyfikują b-dżety i jak często błędnie identyfikują inne dżety. Symulacje Monte Carlo są wykorzystywane do opracowywania i oceny wydajności algorytmów znakowania.

Eksperymenty dokonujące precyzyjnych pomiarów mezonów B (mezonów zawierających kwarki b) również próbują zidentyfikować konkretny początkowy mezon B w dżecie. Odbywa się to w celu obserwacji oscylacji jednego mezonu w drugi ( oscylacja
B ⁰
–
B ⁰
), co pozwala na pomiar łamania CP .

Zobacz też

Marcin, BR; Shaw, G. Fizyka cząstek elementarnych (wyd. 3). John Wiley & Synowie .