오메가 중입자

3. 종류

쿼크 모형에 따르면, 오메가 중입자는 맵시 쿼크 및 바닥 쿼크를 포함하는지에 따라 총 10종이 가능하다. 이 중 처음 셋, 즉 일반 오메가(Ω), 맵시 오메가(Ω_c), 바닥 오메가(Ω_b)만이 발견되었다.^[6][7][10] (꼭대기 쿼크는 너무 무거워 중입자를 이루지 않는다.)

각 오메가 중입자의 쿼크 조성, 정지 질량, 스핀, 전하, 스트레인지, 매력, 바닥, 평균 수명, 붕괴 방식 등은 하위 섹션 "오메가 중입자 목록"에 상세히 설명되어 있다.

Ω_b는 두 개의 스트레인지 쿼크를 포함하는 입자로, 2008년 9월 페르미 국립 가속기 연구소의 DZero 실험에서 처음 발견되었다.^[20][21] 그러나 보고된 질량은 쿼크 모델의 예측보다 상당히 커서 "Ω_b 퍼즐"이라고 불렸다. 2009년 5월, CDF(Collider Detector at Fermilab)는 DZero의 약 4배의 데이터를 사용하여 검증을 수행했고, 예측과 일치하는 결과를 얻었다.^[22] 이 결과는 이전 실험 값에 해당하는 신호가 없음을 보여주었다. 두 결과는 표준 편차로 6.2만큼 달랐다. CDF의 관측 값이 이론적인 예측과 일치하므로, CDF가 발견한 입자가 진짜 Ω_b임을 강력하게 시사한다.

3. 1. 오메가 중입자 목록

† 입자(또는 스핀)는 관측되거나 검출되지 않았다.

가장 먼저 발견된 오메가 입자는 세 개의 스트레인지 쿼크로 구성된 Ω^-로, 1964년에 발견되었다^[14]。이는 그 존재, 질량, 붕괴 생성물이 이미 예측된 후에 발견되었기 때문에, 이 발견으로 쿼크 연구가 크게 진전되었다. Ω^-는 비교적 긴 반감기를 가지며, 약한 상호작용을 통해서만 붕괴한다^[15]。

오메가 입자는 업 쿼크나 다운 쿼크를 가지지 않기 때문에, 아이소스핀은 0이다.

4. 최근 발견

입자는 두 개의 기묘 쿼크와 바닥 쿼크를 포함하는 "이중 기묘" 중입자이다. 2008년 9월 페르미 국립 가속기 연구소의 테바트론 시설에서 DØ 실험을 수행한 물리학자들이 이 입자의 발견을 처음 주장했다.^[8][9] 그러나 보고된 질량 는 쿼크 모형에서 예상한 값보다 상당히 높았다. 표준 모형과의 겉보기 불일치는 이후 "" 퍼즐로 불렸다.

2009년 5월, CDF 공동 연구진은 DØ 실험에서 사용한 데이터 샘플의 약 4배에 달하는 데이터를 분석하여 를 탐색한 결과를 공개했다.^[10] CDF는 질량을 로 측정했는데, 이는 표준 모형 예측과 매우 잘 일치했다. DØ가 보고한 값에서는 신호가 관측되지 않았다. 두 결과는 만큼 차이가 나는데, 이는 6.2 표준 편차에 해당하며 따라서 모순된다. CDF가 측정한 질량과 이론적 예상 간의 훌륭한 일치는 CDF가 발견한 입자가 실제로 임을 강력하게 시사한다.

2013년 2월, LHCb 공동 연구진은 CDF 결과와 일치하지만 더 정확한 질량 측정을 발표했다.^[11]

참조

_[1] 웹사이트 2010 Review of Particle Physics – Naming scheme for hadrons http://pdg.lbl.gov/2[...] 2011-12-26
_[2] 논문 Top quark physics at hadron colliders https://cds.cern.ch/[...]
_[3] 논문 Observation of a Hyperon with Strangeness Minus Three http://teachers.web.[...]
_[4] 웹사이트 The Omega baryon http://hyperphysics.[...] 2009-11-26
_[5] 논문 Heavy baryons 1994-01-01
_[6] 웹사이트 2006 Review of Particle Physics – {{SubatomicParticle|Omega-}} http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008-04-20
_[7] 웹사이트 '{{SubatomicParticle|Charmed omega0}} listing – {{SubatomicParticle|Charmed Omega0}}' http://pdg.lbl.gov/2[...] 2018-08-13
_[8] 웹사이트 Fermilab physicists discover "doubly strange" particle http://www.fnal.gov/[...] Fermilab 2008-09-04
_[9] 논문 Observation of the doubly strange b baryon {{SubatomicParticle|Bottom Omega-}}
_[10] 논문 Observation of the {{SubatomicParticle|Bottom Omega-}} and Measurement of the Properties of the {{SubatomicParticle|Bottom Xi-}} and {{SubatomicParticle|Bottom Omega-}}
_[11] 논문 Measurement of the {{SubatomicParticle|Bottom Lambda0}}, {{SubatomicParticle|Bottom Xi-}} and {{SubatomicParticle|Bottom Omega-}} baryon masses
_[12] 웹사이트 LHCb observes an exceptionally large group of particles http://home.cern/abo[...] CERN
_[13] 논문 Observation of five new narrow {{SubatomicParticle|Charmed Omega0}} states decaying to {{SubatomicParticle|Charmed Xi+}}{{SubatomicParticle|Kaon-}}
_[14] 논문 Observation of a Hyperon with Strangeness Number Three http://teachers.web.[...]
_[15] 웹사이트 The Omega baryon http://hyperphysics.[...] 2009-11-26
_[16] 논문 Heavy Baryons
_[17] 웹사이트 Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics - Omega- http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008-04-20
_[18] 웹사이트 Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics - Charmed Omega0 http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008-04-20
_[19] 웹사이트 Observation of the Omega_b^- and Measurement of the Properties of the Xi_b^- and Omega_b^- https://arxiv.org/ab[...] 2009-05-19
_[20] 웹사이트 Fermilab physicists discover "doubly strange" particle http://www.fnal.gov/[...] Fermilab 2008-09-04
_[21] URL https://arxiv.org/ab[...]
_[22] URL https://arxiv.org/ab[...]
_[23] 간행물 Proc. Int. Conf. High-Energy Nucl. Phys. CERN Scientific Information Service, Geneva, Switzerland 1962
_[24] 저널 https://archive.org/[...]