Differenze tra le versioni di "Quark top"

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| famiglia = [[Fermione]]
| gruppo = [[Quark (particella)|Quark]]
| generazione = Terza
| interazione =[[Gravità]], [[Interazione elettromagnetica|Elettromagnetica]], [[Interazione debole|Debole]], [[Interazione forte|Forte]], [[Gravità]]
| antiparticella = Antiquark top (<span style="text-decoration:overline">t</span>)
|carica_elettrica = 2⁄3[[carica elementare|e]]
|colore = Si
| spin = ½
}}
Il '''[[Quark (particella)|quark]] top''' è una particella fondamentale del Modello Standard delle interazioni elementari. È stato scoperto nel [[1995]] dagli esperimenti [[Collider Detector at Fermilab|CDF]] e [[Esperimento DØ|DØ]]<ref name=CDF-1995/><ref name=D0-1995/> al laboratorio [[Fermilab]] situato presso Chicago, negli USA.
 
Il quark top è di gran lunga la particella elementare più massiva: la più recente misura della sua massa restituisce il valore 173,1 ± 1,3&nbsp; [[GeV]]/[[velocità della luce|c]]<sup>2</sup>,<ref name="mass2009">A Combination of CDF and D0 Results on the Mass of the Top Quark, arxiv hep-ex/0903.2503v1 </ref> quasi come quella di un nucleo atomico di [[oro]].
|rivista=[[Physics Letters B]]
|volume=57B |pagine=265
|doi=10.1016/0370-2693(75)90072-6
}}</ref><ref>
{{Cita libro
|volume=2 |pagine=1285–1292
|doi=10.1103/PhysRevD.2.1285
}}</ref> che prediceva l'esistenza del fino ad allora mai osservato [[quark charm]]. Quando nel novembre 1974 due team indipendenti che lavoravano rispettivamente al [[Brookhaven National Laboratory]] (BNL) e allo [[Stanford Linear Accelerator Center]] (SLAC) annunciarono simultaneamente la scoperta del [[mesone J/ψ]], questo fu subito identificato come uno stato legato del mancante quark charm e del suo antiquark. La scoperta fece si che il meccanismo GIM diventasse parte del [[Modello Standard]].<ref>
{{Cita libro
|autore=A. Pickering
|id=ISBN 9780226667997
}}</ref>
 
Con l'accettazione del meccanismo GIM, la previsione di Kobayashi e Maskawa guadagnava in credibilità, che fu ulteriormente accresciuta dalla scoperta della [[particella tau]] da parte del team guidato da [[Martin Lewis Perl]] allo SLAC tra il 1974 e il 1978.<ref name="Perl1975">
{{Cita pubblicazione
|volume=35 |numero=22 |page=1489
|doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489
}}</ref>
 
Questo introduceva una terza [[generazione (fisica)|generazione]] di [[leptoni]], che rompeva la simmetria tra leptoni e quark introdotta dal meccanismo GIM. Il ristabilimento della simmetria implicava l'esistenza di un quinto e un sesto quark.
|volume=39 |page=252
|doi=10.1103/PhysRevLett.39.252
}}</ref>
 
Questo risultato suggeriva fortemente l'esistenza del sesto quark, il top, per completare la coppia. Era noto che la sua massa doveva essere superiore a quella del bottom, richiedendo così maggior energia per crearla durante la collisione tra particelle, ma si riteneva che la scoperta sarebbe arrivata di lì a poco. Ci vollero invece altri 18 anni prima che l'esistenza del top fosse confermata.<ref name=LissTipton1997>
Dopo una serie di tentativi a vuoto sia allo SLAC che al DEISY di Amburgo, fu la scoperta dei [[bosoni W e Z]] al [[Super Proton Synchrotron]] (SPS) del [[CERN]] a dare nuovo impulso alla ricerca del "top" e a confermare che la sua massa doveva essere superiore a 77 GeV/c2.<ref name=LissTipton1997/>
 
Fino all'entrata in funzione dell'[[Large Hadron Collider|LHC]] del [[CERN]], il [[Tevatron]] del [[Fermilab]] era l'unico acceleratore di particelle con una potenza in grado di produrre il top quark. Fu però necessario aggiungere un secondo rivelatore, il D zero, e nell'ottobre 1992 i due gruppi diedero un primo cenno della rilevazione di un possibile evento contenente il top. Solo nel 1995 però i due gruppi di ricerca furono in grado di annunciare congiuntamente la scoperta del quark top con una probabilità del 99,9998% e indicando una massa di 176,18 GeV/c2. <ref name=CDF-1995>
{{Cita pubblicazione
|autore=F. Abe ''et al''. (CDF Collaboration)
|volume=74 |pages=2626–2631
|doi=10.1103/PhysRevLett.74.2626
}}</ref>
<ref name=D0-1995>
{{Cita pubblicazione
|autore=S. Abachi ''et al''. (DØ Collaboration)
|anno=1995
|titolo=Search for High Mass Top Quark Production in p <math>\bar{\mathrm{p}}</math>Collisions at √s &nbsp;=&nbsp;1.8&nbsp;TeV
|journal=[[Physical Review Letters]]
|volume=74 |pages=2422–2426
|doi=10.1103/PhysRevLett.74.2422
}}</ref> <ref name=LissTipton1997/>
 
Negli anni seguenti ci si avvide che la precisione delle misure della massa dei bosoni vettori della forza elettrodebole e dei loro accoppiamenti, erano molto sensibili al valore della massa del quark top. Lo sviluppo delle tecniche che hanno portato a calcoli molto accurati di questi valori, ha permesso a [[Gerardus 't Hooft]] e [[Martinus Veltman]] di vincere il [[Premio Nobel per la fisica]] nel 1999.<ref>
 
* [[Produzione di coppia]] attraverso le [[interazione forte|interazioni forti]]. Questo è il processo più frequente e il meglio studiato; fu osservato per la prima volta nel [[1995]] simultaneamente nei due esperimenti [[Collider Detector at Fermilab|CDF]] e [[Esperimento DØ|DØ]].
* Produzione singola attraverso la [[forza debole]]. Questo processo è circa due volte più raro del precedente e più difficile da osservare a causa della presenza di molti altri processi che mimano la stessa segnatura. È stato osservato per la prima volta nel marzo 2009 simultaneamente dalle due collaborazioni CDF<ref name="stopCDF2009">, First observation of electroweak single top quark production, arxiv hep-ex/0903.0885 </ref> e D0.<ref name="stopD02009">, Observation of single top quark production, arxiv hep-ex/0903.0850 </ref>
 
[[File:Top_cot.jpg|thumb|400px|right|Collisione protone antiprotone al Tevatron, che forma una coppia top antitop. I quark top (e antitop) decadono immediatamente; sono visibili nell'immagine i prodotti dei decadimenti degli stessi, cosi' come vengono ricostruiti dal rivelatore CDF.]]
<math>\mathcal{L} = y_t h q u^c \rightarrow \frac{y_t v}{\sqrt{2}}( 1 + h^0/v) u u^c</math>
 
L'[[accoppiamento Yukawa]] dei quark top ha un valore di
 
<math>y_t = \sqrt{2} m_t/v \simeq 1</math>
 
dove
 
<math>v=246~{\rm GeV}</math>
 
è il valore di aspettazione del vuoto del Bosone di Higgs.
 
* [[Steven Weinberg|Weinberg, Steven]]. ''The quantum theory of fields, Volume 1: Foundations''. Cambridge University Press, 1995. ISBN 0-521-55001-7.
 
* [[Richard Feynman|Feynman, R.P.]], ''QED: La strana teoria della luce e della materia'', Adelphi, ISBN 88-459-0719-8
* Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc, Gilbert Grynberg, ''Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics'' ([[John Wiley & Sons]] 1997) ISBN 0-471-18433-0
* Jauch, J. M., F. Rohrlich, F., ''The Theory of Photons and Electrons'' (Springer-Verlag, 1980)
* [[Richard Feynman|Feynman, R.P.]] ''Quantum Electrodynamics'' (Perseus Publishing, 1998) [ISBN 0-201-36075-6]
 
== Collegamenti esterni ==
* [[Antiquark]]
* [[Carica di colore]]
* [[sapore (fisica)|Sapore]]
* [[Cromodinamica quantistica]]
* [[Modello a quark costituenti]]
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