После открытия b-кварка было
установлено существование трех кварков (d, s, b) с
электрическим зарядом Q = -1/3 и двух кварков
(u, c) с зарядом Q = +2/3. Имелись веские
теоретические аргументы в пользу существования
шестого, самого тяжелого кварка с зарядом
Q = +2/3.
Из теоретический соображений
следовало, что если масса t кварка больше 85 ГэВ,
то основными каналами распада t- и 
-кварков должны быть
| t → W+ + b, | → W− +  . |
W-бозоны распадаются на 2 лептона (eνe,μνμ)
или на кварк - антикварковую пару u
(d
).
Таким образом, при распаде t-кварков наблюдаются
либо два лептона и одна адронная струя, вызванная
b-кварком, либо три адронные струи вызванные b-, u- и
-кварками.
 |
 |
| Рис. 1. Схемы распадов t-кварков | |
В таких распадах можно измерить все импульсы,
образующихся частиц за исключением нейтрино.
Дополнительным критерием правильности отбора
событий может быть равенство эффективной массы
двух адронных струй массе W-бозона.
Эксперименты по поиску t-кварков были
поставлены на Теватроне (Фермилаб, США). t-Кварк
был открыт в 1997 г. На рис. 2 показана схема
образования t- и -кварков
в этом эксперименте в столкновении пучком
протонов и антипротонов.
 |
 |
| Рис. 2а. Схема образования t- и -кварков при
столкновении протонного и антипротонного пучков |
Рис. 2б. Схема образования t- и -кварков на кварковом
уровне |
 Рис. 3. Схема распада пары t -кварков |
На рис. 3 показана схема распада,
образующейся пары
t-кварков. На рис. 4
показаны кварковые струи, образующиеся при
распаде пары t-кварков.
Масса t-кварка m = 178.0 + 4.3
ГэВ, электрический заряд Q = +2/3, квантовое
число топ t = +1, спин J, четность P изоспин I
(JP)I = (1/2+)0.
t-Кварк имеет время жизни τ < 10-25 c, поэтому он не порождает семейства адронов, содержащих этот кварк. Столь малое время жизни t-кварка обусловлено большим энерговыделением при превращении t-кварка в b-кварк (m(t) - m(b) = 145 МэВ). Как известно, среднее время частицы, распадающейся в результате слабого взаимодействия обратно пропорционально энергии распада E в пятой степени
~ E-5.
 Рис. 4. Кварковые струи, образующиеся при распаде пары t -кварков |
|
|
16.11.15