C-кварк

Очаро́ванный кварк или  c-кварк (от англ. сharm — очарование) — кварк с зарядом +(2/3)e, принадлежащий ко второму поколению. Имея массу 1,25 ГэВ (немногим больше, чем масса протона), он занимает третье место по массе среди кварков (после тяжёлых t- и b-кварков).

c-кварк (очарованный кварк) (с)
Состав	фундаментальная частица
Семья	Фермион
Группа	Кварк
Поколение	Второе
Участвует во взаимодействиях	сильное, слабое, электромагнитное, гравитационное
Кол-во типов	3
Масса	1,25 ± 0,09 ГэВ/c2
Теоретически обоснована	Глэшоу, Илиопулос, Майани (1970)
Обнаружена	Бёртон Рихтер и др. и Сэмюэл Ч. Ч. Тинг и др., 1974
Квантовые числа
Электрический заряд	+2/3 e
Цветовой заряд	r, g, b
Спин	½ ħ

История обнаружения

Существование четвёртого кварка (после уже известных u, d и s) было предсказано в 1970 году Шелдоном Глэшоу, Иоаннисом Илиопулосом и Лучано Майани^[1]. Он был впервые зарегистрирован в 1974 году в результате открытия J/ψ-частицы в SLAC группой, которой руководил Бёртон Рихтер^[2], и в BNL группой, которой руководил Сэмюэл Чао Чунг Тинг^[3]. Группа из BNL назвала новую частицу J, группа из SLAC предложила название ψ. После непродолжительного спора об имени частицы был принят компромисс J/ψ. Эта частица с так называемым скрытым очарованием (чармоний) состоит из очарованных кварка и антикварка.

Адроны, содержащие очарованный кварк

Некоторые адроны содержат с-кварк и/или антикварк, в том числе:

• D-мезоны содержат c-кварк (или его античастицу) и u- или d- кварк^[4].
• D_s-мезоны содержат c-кварк и s-кварк^[5].
• Существует много состояний чармония (разновидность кваркония), например, J/ψ. Они состоят из с-кварка и его античастицы^[6].
• Наблюдались очарованные барионы, которые получили названия по аналогии со странными барионами (например, Λ+
  c)^[7].
• Исследование коллаборации NNPDF^[англ.] показало, что очарованные кварки могут временно входить в состав протона^[8].

Закон сохранения чарма

В сильных и электромагнитных взаимодействиях чарм сохраняется: Δс = 0.  В слабых взаимодействиях чарм не изменяется или изменяется на единицу: Δс = 0, ±1.

Очарованный кварк распадается в результате слабого взаимодействия, превращаясь преимущественно в s-кварк. Образующийся виртуальный W-бозон, в свою очередь, распадается на пару фермионов.

Примечания

1. Glashow S. L., Iliopoulos J., Maiani L. Weak Interactions with Lepton-Hadron Symmetry (англ.) // Phys. Rev. D. — 1970. — Vol. 2, no. 7. — P. 1285—1292. — doi:10.1103/PhysRevD.2.1285. — Bibcode: 1970PhRvD...2.1285G.
2. Augustin J.-E. et al. Discovery of a Narrow Resonance in e⁺e⁻ Annihilation (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 1974. — Vol. 33, no. 23. — P. 1406—1408. — doi:10.1103/PhysRevLett.33.1406. — Bibcode: 1974PhRvL..33.1406A.
3. Aubert J. J. et al. Experimental Observation of a Heavy Particle J (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 1974. — Vol. 33, no. 23. — P. 1404—1406. — doi:10.1103/PhysRevLett.33.1404. — Bibcode: 1974PhRvL..33.1404A.
4. Таблица свойств D-мезонов Архивная копия от 1 марта 2008 на Wayback Machine.
5. Таблица свойств D_s-мезонов  (неопр.). Дата обращения: 19 июля 2007. Архивировано 1 марта 2008 года.
6. Таблица свойств cc̅-мезонов  (неопр.). Дата обращения: 19 июля 2007. Архивировано 1 марта 2008 года.
7. Таблица свойств очарованных барионов  (неопр.). Дата обращения: 19 июля 2007. Архивировано 11 февраля 2017 года.
8. Evidence for intrinsic charm quarks in the proton | Nature  (неопр.). Дата обращения: 25 августа 2022. Архивировано 23 августа 2022 года.

Ссылки

• Сводная таблица свойств кварков на сайте Particle Data Group. (англ.)
• Полная таблица свойств c-кварка на сайте Particle Data Group. (англ.)
• Пахлова Г. В., Пахлов П. Н., Эйдельман С. И. Экзотический чармоний // УФН. — 2010. — Т. 180, № 3. — С. 225−248.