b-тегирование

b-tagging — метод маркировки ароматов струй , используемый в современных экспериментах по физике элементарных частиц . Это идентификация (или «маркировка») струй, происходящих от b-кварков (или b-кварков, отсюда и название).

Важность

b-тегирование важно, потому что:

Физика b-кварков весьма интересна; в частности, она проливает свет на нарушение CP-симметрии .
Некоторые важные частицы с большой массой (как недавно обнаруженные, так и гипотетические) распадаются на b-кварки. Топ-кварки почти всегда так делают, и бозон Хиггса , как ожидается, распадается на b-кварки чаще, чем любая другая частица, учитывая, что его масса, как было обнаружено, составляет около 125 ГэВ. Идентификация b-кварков помогает идентифицировать распады этих частиц.

Методы

Методы b-маркировки основаны на уникальных особенностях b-струй. К ним относятся:

Адроны, содержащие b-кварки, имеют достаточное время жизни, чтобы пройти некоторое расстояние до распада. С другой стороны, их время жизни не так велико, как у легких кварковых адронов, поэтому они распадаются внутри детектора, а не вылетают. Появление прецизионных кремниевых детекторов в детекторах частиц позволило идентифицировать частицы, которые происходят из места, отличного от того, где образовался b-кварк (например, точка столкновения пучка с пучком в ускорителе частиц ), и, таким образом, указывают на вероятное присутствие b-струи.
Нижний кварк гораздо массивнее всего, на что он распадается. Таким образом, продукты его распада, как правило, имеют более высокий поперечный импульс ( импульс, перпендикулярный изначальному направлению нижнего кварка и, следовательно, b-струи). Это приводит к тому, что b-струи становятся шире, имеют более высокую множественность (число составляющих частиц) и инвариантную массу , а также содержат низкоэнергетические лептоны с импульсом, перпендикулярным струе. Эти две характеристики можно измерить, и струи, которые их имеют, с большей вероятностью являются b-струями.
Противоположные алгоритмы использовались на LHCb для маркировки аромата в парах b-кварков с использованием продуктов распада B-адронов для определения аромата B-мезонов. ^[1]

Ни один из методов идентификации b-струй не является надежным, и современные эксперименты по физике элементарных частиц должны уделять значительное время изучению того, как часто они успешно идентифицируют b-струи и как часто они неправильно идентифицируют другие струи. Моделирование Монте-Карло используется для разработки и оценки производительности алгоритмов маркировки. ^[2]

Эксперименты, в которых проводятся точные измерения B-мезонов (мезонов, содержащих b-кварки), также пытаются идентифицировать конкретный начальный B-мезон внутри струи. Это делается для того, чтобы наблюдать колебание одного мезона в другой (
Б⁰
–
Б⁰
осцилляция ), что позволяет измерить нарушение CP .

Смотрите также

Ссылки

^ Гандара, Марк Грабалоса; Сотрудничество, LHCb (2009-06-01). "Производительность маркировки ароматов в LHCb". Журнал физики: Серия конференций . 171 (1): 012103. Bibcode : 2009JPhCS.171a2103G. doi : 10.1088/1742-6596/171/1/012103 . ISSN 1742-6596.
^ Аайдж, Р.; Бетета, К. Абеллан; Адева, Б.; Адинолфи, М.; Адровер, К.; Аффолдер, А.; Аялтуни, З.; Альбрехт Дж.; Алессио, Ф. (07.06.2012). «Мечение ароматов B-мезонов на противоположной стороне в эксперименте LHCb». Европейский физический журнал C . 72 (6): 2022. arXiv : 1202.4979 . Бибкод : 2012EPJC...72.2022A. doi : 10.1140/epjc/s10052-012-2022-1. ISSN 1434-6044. ПМК 4371096 . ПМИД 25814835.

Мартин, Б. Р.; Шоу, Г. Физика элементарных частиц (3-е изд.). John Wiley & Sons .

[1] Гандара, Марк Грабалоса; Сотрудничество, LHCb (2009-06-01). "Производительность маркировки ароматов в LHCb". Журнал физики: Серия конференций . 171 (1): 012103. Bibcode : 2009JPhCS.171a2103G. doi : 10.1088/1742-6596/171/1/012103 . ISSN 1742-6596.

[2] Аайдж, Р.; Бетета, К. Абеллан; Адева, Б.; Адинолфи, М.; Адровер, К.; Аффолдер, А.; Аялтуни, З.; Альбрехт Дж.; Алессио, Ф. (07.06.2012). «Мечение ароматов B-мезонов на противоположной стороне в эксперименте LHCb». Европейский физический журнал C . 72 (6): 2022. arXiv : 1202.4979 . Бибкод : 2012EPJC...72.2022A. doi : 10.1140/epjc/s10052-012-2022-1. ISSN 1434-6044. ПМК 4371096 . ПМИД 25814835.