The
meson,
, is the bottom-quark analog to the
. Its mass is
, and its lifetime is
. From this information, what can you say about the mass of the
meson,
? (The observed mass is
.)
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente tem duas partículas: o méson
(
), que é composto por um quark bottom e seu antiquark, e o méson
(
), que é composto por um quark up e um antiquark bottom. A massa do
é
e sua vida útil é
. A massa observada do méson
é
. Vamos usar conceitos de física de partículas, como massas de quarks e interações fortes, para entender o que essas informações nos dizem sobre a massa do méson
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a massa de uma partícula composta, como um méson, é em grande parte determinada pelas massas dos quarks que a compõem e pela energia da interação entre eles. No caso do
(
), ambos os quarks são do tipo bottom, que têm uma massa relativamente grande. Já no méson
(
), temos um quark up, que é mais leve, e um quark bottom.
Passo 3
Sabendo que o quark bottom (
) tem uma massa maior do que o quark up (
), podemos esperar que o méson
seja mais leve que o
. Isso porque a massa total do méson
depende da massa do quark mais leve (
) e do quark mais pesado (
), mas não do dobro da massa do quark bottom como no
.
Passo 4
Além disso, a interação entre os quarks também contribui para a massa total do méson. Como a força de interação forte que mantém os quarks juntos é a mesma em ambos os mésons, a diferença principal na massa total vem das massas individuais dos quarks.
Passo 5
Então, ao compararmos as massas dadas:
- Massa do
( ): - Massa do
( ):
Observamos que o méson
é significativamente mais leve que o
, o que faz sentido, já que o méson
contém um quark mais leve (o up) em vez de dois quarks pesados (dois bottoms).
Resposta
Portanto, a massa observada do méson
(
) é compatível com a teoria, já que ela é menor que a massa do méson
devido à presença de um quark mais leve (up) no méson
.
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de
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de
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e
nesse caso. (R: 2,
)
rio é atingido a 4000 K , uma pressão de
Para a reação
, medidas de composição de misturas em equilíbrio forneceram
a
e
a
. Determine
e
para essa reação a
.