Einstufung | Fermion |
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Komposition | Grundstufe |
Masse | 173,34 ± 0,27 ( stat ) ± 0,71 ( syst ) GeV . c –2 (d. h. insgesamt 173,34 ± 0,76 GeV.c –2 ) |
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Elektrische Ladung | ⅔ e |
Rotieren | ½ |
Lebensdauer | 10 -25 s |
Der Quark oben (abgekürzt t ) ist ein Quark , ein Elementarteilchen der Elementarteilchenphysik .
Wie alle Quarks ist der Top- Quark eine Fermion . Dies ist eine Quark 3 e- Generation mit einer elektrischen Ladung von +23 e . Es ist der massivste Quark mit einer Masse von 173,34 ± 0,76 G eV / c 2 (fast wie ein Atom von Gold ).
Das Top- Quark- Antiteilchen ist das Top- Antiquark mit elektrischer Ladung -23 e .
Der Top- Quark interagiert hauptsächlich durch die starke Wechselwirkung , kann sich aber nur durch die schwache Wechselwirkung auflösen , fast ausschließlich in ein W-Boson und einen Bottom- Quark . Das Standardmodell sagt eine Lebensdauer von etwa 10 bis 25 s oder etwa 20 Mal weniger als die Größenordnung der Dauer starker Wechselwirkungen voraus . Infolgedessen kann der obere Quark kein Hadron bilden .
In den Jahren vor der Entdeckung des Top- Quarks wurde festgestellt, dass einige Präzisionsmessungen der Massen und Kopplungen der Bosonen, die Vektoren der elektroschwachen Wechselwirkung sind, sehr empfindlich auf den Massenwert des Top- Quarks reagieren . Diese Effekte ermöglichten den indirekten Nachweis des Top- Quarks , auch wenn dieser zu diesem Zeitpunkt nicht produziert werden konnte. Diese Effekte veranlassten Gerard 't Hooft und Martinus Veltman , 1994 eine Masse des Top- Quarks zwischen 145 und 185 GeV vorherzusagen (was ihnen 1999 teilweise den Nobelpreis für Physik einbrachte).
Der Top- Quark wurde direkt von den beobachteten CDF Experimenten im Jahr 1994 dann DØ Experimente im Jahr 1995 an der Tevatron ( Fermilab ); Proton-Antiproton-Kollisionen mit einer Energie von 1,8 TeV, die in diesem Beschleuniger stattfinden, ermöglichen die Produktion von Tausenden von Top-Quarks pro Jahr. Es wurde dann am LHC ( CERN ) im Jahr 2010 beobachtet. Der LHC und der Tevatron sind die einzigen zwei Orte auf der Erde, an denen dieses Teilchen beobachtet wurde. Der vorherrschende Produktionsprozess erzeugt den Top-Quark zusammen mit seinem Antiteilchen, das sofort in b-Quarks und W-Bosonen zerfällt. Das W-Boson zerfällt dann hadronisch oder leptonisch.
Nach der Entdeckung einer anderen Quark 3 th Generation (Quark unten ) im Jahr 1977 wurde ein Versuch unternommen , die zu nennen Schönheit ( „Schönheit“) und Wahrheit ( „Wahrheit“); Diese Verwendung wurde nicht beibehalten und die Quarks wurden unten und oben benannt .
Zwölf Jahre nach seiner Entdeckung ist der Top-Quark eines der Studienfächer der Hochenergiephysik ( Terascale- Physik ).
Warum ist er so massiv? Was kann es uns über die Ursprünge der Partikelmasse sagen? Die Masse des Higgs-Bosons hängt mit der des Top-Quarks zusammen. Die Messung der Masse des oberen Quarks muss angegeben werden (derzeit Genauigkeit von 1%). Massiv bedeutet natürlich nicht umfangreich . Aufgrund seiner Lebensdauer kann es nicht an der Entbindung teilnehmen.
Der Large Hadron Collider (LHC, CERN, Schweiz) sollte siebenmal mehr Top-Quarks produzieren als der Tevatron (in Millionen).