Würde ein Bottom-Quark mit hoher Energie in ein Top-Quark „zerfallen“?

Der Grund für die lange Lebensdauer von B -Hadronen ist das CKM-Element | v T B | > 0,999 , was bedeutet, dass der bevorzugte Zerfall der B -quark ist zu a T -Quark (und umgekehrt). Allerdings weil M T Ö P >> M B Ö T T Ö M das ist `nicht erlaubt´ B -Quarks.

Mein Gefühl ist, dass bei sehr hohen Energien, dh E B Ö T T Ö M >> M T Ö P , dass der Verfall B → T erlaubt wäre. Daraus würde ich also auch schließen, dass die Lebensdauer der B -quark würde sich dramatisch ändern, da E B Ö T T Ö M → M T Ö P . Ist das korrekt? Wenn nein, warum nicht?

Aber statisch isoliert B -Quarks gibt es nicht. In einer Quantenfeldtheorie würde ich denken, dass das Ganze ankurbelt B -Quark-Feld in einen statischen Bezugsrahmen ist unmöglich, da die Eichtransformation dies kompensieren würde, indem zusätzliche Eichbosonen hinzugefügt werden, um die Energie zu kompensieren (die selbst den Zerfall vermitteln können B → T

Antworten (2)

Dabei spielt es keine Rolle, ob die B -Quark ist hochenergetisch, es kann niemals in ein Top-Quark zerfallen und a W -boson, wenn es auf Massenhülle ist, womit ich meine, P 2 = E 2 − P → 2 = M B 2 . Um dies zu sehen, betrachten Sie die Energie-Impuls-Erhaltung,

B μ = W μ + T μ ⇒ M B 2 = M W 2 + M T 2 + 2 W ⋅ T = M W 2 + M T 2 + 2 E T M W
Da jedoch die Energie E T positiv ist, kann Energie-Impuls beim Zerfall nicht erhalten werden - die linke Seite kann für die gemessenen Teilchenmassen nicht gleich der rechten Seite sein.

Wenn nun die B -quark ist nicht auf der Massenschale, P 2 ≠ M B 2 , der Zerfall ist möglich. Ein Off-Shell B -Quark könnte eine interne Linie – ein virtuelles Teilchen – in einem Feynman-Diagramm sein. Zerfallsbreiten (dh Lebensdauern) sind unterschiedlich für Teilchen, die sich nicht auf einer Massenhülle befinden. Da sich Teilchen außerhalb der Masseschale jedoch nicht ausbreiten (sie sind in Feynman-Diagrammen intern), meinen wir immer ein Teilchen auf der Schale, wenn wir von einer Lebensdauer sprechen.

Nur weil ein Teilchen hat P 2 ≠ M 2 , es bedeutet nicht, dass es sich um eine Off-Mass-Shell handelt. Beispielsweise kann man ein Proton auf 1 TeV beschleunigen ( >> M P ), aber seine Masse ist immer noch M P .
@ jk88 Ich meine P 2 = G μ v P μ P v = E 2 − P → 2 = M 2
Ich verstehe. Steigert die jedoch nicht B -Quarkfeld in das Ruhesystem der B -quark zusätzliche Energieterme im Zusammenhang mit Eichbosonen einführen?
dh der Begriff 1 4 ( W μ v W μ v + B μ v B μ v ) . Sicherlich die Emission von a W Boson nach diesem Begriff würde ein Top-Quark erzeugen.
@ jk88 Es ist am einfachsten, darüber nachzudenken B 's Ruherahmen, aber nicht notwendig. Ein Lorentz-Boost ist eine Änderung des Koordinatensystems. Es hat keine physikalischen Effekte (Physik ist Lorentz-Boost-invariant). Es führt keine zusätzlichen Terme mit Eichbosonen ein. Die Begriffe, die Sie auflisten, sind Lorentz-Skalare - Dinge, die sich unter Boosts nicht ändern.
@innisfree: Solltest du nicht haben W . T = E T E W − P T P W , ebenso gut wie P T = − P W (und Energieerhaltung) ?
@Adam, es ist eine Lorentz-Invariante, Sie können sie in jedem gewünschten Rahmen berechnen. Ich habe es im Restframe des geschrieben W , also gab der erste Term M W E T und der zweite Term war Null.
@innisfree Ich dachte, das wäre im Restframe des B ? Sonst gäbe es eine P B Begriff, nein?
@innisfree: okay. Das war jedoch verwirrend, weil sich die v2 auf den Restframe der bezog B .
@jk88: B 2 ist invariant und gibt M B 2 in allen Rahmen. Die einzige nicht triviale Größe ist W . T , was im Ruhesystem am leichtesten als positiv zu sehen ist W (oder der T ).

Wenn Sie den Zerfall aus dem Rahmen betrachten, in dem das b-Quark ruht: dann ist p=0 und E=m(bottom quark)*c2 und es kann nicht in das massereichere obere Quark zerfallen. Es würde den Energie-Impuls-Erhaltungssatz verletzen.

Würde ein Bottom-Quark mit hoher Energie in ein Top-Quark „zerfallen“?
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