| Classificazione | Fermione |
|---|---|
| Composizione | Elementare |
| Massa | 173,34 ± 0,27 ( stat ) ± 0,71 ( syst ) GeV . c −2 (cioè complessivamente 173,34 ± 0,76 GeV. c −2 ) |
|---|---|
| Carica elettrica | ⅔ e |
| Rotazione | ½ |
| Tutta la vita | 10 -25 s |
Il quark top (abbreviato in t ) è un quark , una particella elementare della fisica delle particelle .
Come tutti i quark, il quark top è un fermione . Questa è una generazione di quark 3 e con una carica elettrica di +23 e . È il quark più massiccio con una massa di 173,34 ± 0,76 G eV / c 2 (quasi come un atomo d' oro ).
L' antiparticella di quark superiore è l'antiquark superiore , della carica elettrica -23 e .
Il quark top interagisce principalmente attraverso l' interazione forte ma può disintegrarsi solo attraverso l' interazione debole , quasi esclusivamente in un bosone W e un quark bottom . Il modello standard prevede una durata di circa 10-25 s , o circa 20 volte inferiore all'ordine di grandezza delle durate delle interazioni forti. Di conseguenza, il quark top non può formare un adrone .
Negli anni precedenti la scoperta del quark top , ci si rese conto che alcune misure di precisione delle masse e degli accoppiamenti dei bosoni che sono vettori dell'interazione elettrodebole erano molto sensibili al valore di massa del quark top . Questi effetti hanno permesso la rilevazione indiretta del quark top , anche se non poteva essere prodotto in quel momento. Questi effetti hanno portato Gerard 't Hooft e Martinus Veltman a prevedere nel 1994 una massa del quark top tra 145 e 185 GeV (che in parte ha vinto loro il Premio Nobel per la fisica nel 1999).
Il quark top è stato osservato direttamente dagli esperimenti CDF nel 1994 poi DØ nel 1995, al Tevatron ( Fermilab ); le collisioni protone-antiprotone a un'energia di 1,8 TeV che avvengono in questo acceleratore consentono la produzione di migliaia di quark top all'anno. È stato poi osservato all'LHC ( CERN ) nel 2010. L'LHC e il Tevatron sono gli unici due luoghi sulla terra in cui è stata osservata questa particella. Il processo di produzione dominante produce il quark top insieme alla sua antiparticella, che decade immediatamente in quark b e bosoni W. Il bosone W decade quindi in modo adronico o leptonico.
Dopo la scoperta di un altro quark 3 ° generazione (quark bottom ) nel 1977, si è cercato di dare un nome alla bellezza ( "bellezza") e la verità ( "verità"); questo utilizzo non è stato mantenuto e il quark è stato chiamato bottom e top .
Dodici anni dopo la sua scoperta, il quark top è uno dei soggetti di studio della fisica delle alte energie (fisica di Terascale ).
Perché è così massiccio? Cosa può dirci sulle origini della massa delle particelle? La massa del bosone di Higgs è correlata a quella del quark top. La misura della massa del quark top deve essere specificata (attualmente precisione dell'1%). Ovviamente, massiccio non significa esteso . La sua durata di vita non gli consente di partecipare al parto.
Il Large Hadron Collider (LHC, CERN, Svizzera) dovrebbe produrre 7 volte più quark top rispetto al Tevatron (di milioni).