B-Meson

B⁺
Klassifikation
Boson Hadron Meson
Eigenschaften ^[1]
Ladung	1 e (+1,602 · 10⁻¹⁹ C)
Masse
Spin^Parität	0⁻
Isospin	1/2 (z-Komponente +1/2)
Beauty	+1
mittlere Lebensdauer	1,638(4) · 10⁻¹² s
Wechselwirkungen	stark schwach elektromagnetisch Gravitation
Quark-Zusammensetzung	$u \bar{b}$ , 1 Up und 1 Anti-Bottom

B⁰
Klassifikation
Boson Hadron Meson
Eigenschaften ^[1]
Ladung	neutral
Masse
Spin^Parität	0⁻
Isospin	1/2 (z-Komponente -1/2)
Beauty	+1
mittlere Lebensdauer	1,519(4) · 10⁻¹² s
Wechselwirkungen	stark schwach elektromagnetisch Gravitation
Quark-Zusammensetzung	$d \bar{b}$ , 1 Down und 1 Anti-Bottom

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 $I_{z}$	-½	+½	-½	+½
Quark- Zusammensetzung	$\bar{u}$	$\bar{d}$	$d$	$u$
Quark- Zusammensetzung	$b$	$b$	$\bar{b}$	$\bar{b}$
Bottomness $B^{'}$	−1		+1

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

Eigenschaften

B-Mesonen haben eine Masse von 5,2789 GeV/c² ( $B^{\pm}$ ) bzw. 5,2792 GeV/c² ( $B^{0}$ und $\bar{B^{0}}$ ) und eine Lebensdauer von 1,6·10⁻¹² s ( $B^{\pm}$ ) bzw. 1,5·10⁻¹² s ( $B^{0}$ , $\bar{B^{0}}$ ).^[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 (seltener) in ein u-Quark zerfällt.

Am $B^{0}$ - $\bar{B^{0}}$ -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

B_s⁰
Klassifikation
Boson Hadron Meson
Eigenschaften ^[1]
Ladung	neutral
Masse
Spin^Parität	0⁻
Isospin	0
Strangeness	−1
Beauty	+1
mittlere Lebensdauer	1,515(4) · 10⁻¹² s
Wechselwirkungen	stark schwach elektromagnetisch Gravitation
Quark-Zusammensetzung	$s \bar{b}$ , 1 Strange und 1 Anti-Bottom

B_c⁺
Klassifikation
Boson Hadron Meson
Eigenschaften ^[1]
Ladung	1 e (+1,602 · 10⁻¹⁹ C)
Masse
Spin^Parität	0⁻
Isospin	0
Charm	+1
Beauty	+1
mittlere Lebensdauer	0,510(9) · 10⁻¹² s
Wechselwirkungen	stark schwach elektromagnetisch Gravitation
Quark-Zusammensetzung	$c \bar{b}$ , 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 …
	$B_{c}^{-}$	${\bar{B}}_{s}^{0}$	$B_{s}^{0}$	$B_{c}^{+}$
… Charm $C$	−1	0	0	+1
… Strangeness $S$	0	+1	−1	0
Quark- Zusammensetzung	$\bar{c}$	$\bar{s}$	$s$	$c$
Quark- Zusammensetzung	$b$	$b$	$\bar{b}$	$\bar{b}$
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

Heavy Flavor Averaging Group Aktuelle Datensammlung zur Physik der schweren Quarks

Einzelnachweise und Anmerkungen

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus:
P.A. Zyla et al.: 2020 Review of Particle Physics. In: Prog. Theor. Exp. Phys. 2020, 083C01 (2020). Particle Data Group, abgerufen am 11. September 2020 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
↑ Zum Vergleich: das schwerste Quark, das t-Quark, hat eine Masse von 170,9 GeV/c².

[PDG-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus:
P.A. Zyla et al.: 2020 Review of Particle Physics. In: Prog. Theor. Exp. Phys. 2020, 083C01 (2020). Particle Data Group, abgerufen am 11. September 2020 (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.

[1]

[2]