Преглед на кодот на Врвен кварк

{{Инфокутија Честичка
 |bgcolour    =
 |name        = Врвен кварк
 |image       = [[Податотека:Top antitop quark event.svg|200п]]
 |caption     = Судир на врвен кварк со врвен антикварк
 |num_types   = 
 |composition = [[елементарна честичка]]
 |statistics  = [[фермион]]ска
 |group       = [[кварк]]
 |generation  = трето 
 |interaction = [[силно заемодејство|силно]], [[слабо заемодејство|слабо]], [[електромагнетизам]], [[гравитација]]
 |particle    = 
 |antiparticle= врвен антикварк ({{SubatomicParticle|Top antiquark}})
 |theorized   = [[Макото Кобајаши]] и [[Тошихиде Маскава]] (1973)
 |discovered  = соработки CDF и DØ (1995)
 |symbol      = {{SubatomicParticle|Top quark}}
 |mass        = 172,44 ± 0,13 (стат) ± 0,47 (сист){{вред|u=GeV/c<sup>2</sup>}}<ref name="CMSRunImass2016">
{{cite arxiv
 |author=CMS Collaboration
 |eprint=1509.04044
 |title=Measurement of the top quark mass using proton-proton data at sqrt(s) = 7 and 8 TeV
 |year= 2016
|class=hep-ex
 }}</ref>
 |decay_time      = {{вред|5|e=-25|u=с}}
 |decay_particle  = {{бп|[[длабински кварк]] (99,8%)}}<br/>{{бп|[[чуден кварк]] (0,17%)}}<br>{{бп|[[долен кварк]] (0,007%)}}
 |electric_charge = +{{sfrac|2|3}} [[елементарен полнеж|''e'']]
 |color_charge    = да
 |spin            = {{sfrac|1|2}}
 |topness         = 1
 |weak_isospin    = {{бп|[[хиралност (физика)|Л]]: +{{sfrac|1|2}}, [[хиралност (физика)|Д]]: 0}}
 |weak_hypercharge= {{бп|[[хиралност (физика)|Л]]: +{{sfrac|1|3}}, [[хиралност (физика)|Д]]: +{{sfrac|4|3}}}}
}}

'''Врвен кварк''', '''вистинит кварк''' или '''t-кварк''' (симб. '''t''', од [[анг.]] ''top'' или ''truth'') —  најмасивната од сите познати [[елементарна честичка|елементарни честички]]. Како и сите [[кварк]]ови, врвниот кварк е елементарен [[фермион]] со [[спин]] од {{sfrac|1|2}}, и подлежи на сите четири [[основни заемодејства]]: [[гравитација]]та, [[електромагнетизам|електромагнетизмот]], [[слабо заемодејство|слабото]] и [[силно заемодејство|силното заемодејство]]. Има [[електричен полнеж]] од +{{sfrac|2|3}}&nbsp;[[елементарен полнеж|''e'']],<ref name="Willenbrock">{{Наведена книга
 |author=S. Willenbrock
 |year=2003
 |chapter=The Standard Model and the Top Quark
 |editor1=H.B Prosper |editor2=B. Danilov |title=Techniques and Concepts of High-Energy Physics XII
 |url=https://books.google.com/books?id=HXm6M_YUzoYC&pg=PA1&lpg=PA1&dq=quark+%22standard+model%22
 |series=NATO Science Series
 |volume=123 |pages=1–41
 |publisher=Kluwer Academic
 |isbn=1-4020-1590-9
 |arxiv=hep-ph/0211067v3
}}</ref> и голема [[кварк#Маса|маса]] од 172,44 ± 0,13 (стат) ± 0,47 (сист){{вред|u=GeV/c<sup>2</sup>}},<ref name="CMSRunImass2016"/> приближно иста како [[атом]] на [[волфрам]]от.<!--172,9 GeV/c^2 * 0,931494061 u/GeV/c^2 = 185,3 u. --> [[Античестичка]] на врвниот кварк е '''врвниот антикварк''' (симб. {{overline|t}}), кој се разликува од него само по тоа што неговите својства имаат [[спротивен број|еднаква величина, но спротивен знак]].

Врвниот кварк дејствува претежно преку [[силно заемодејство|силното заемодејство]], но може да се распаѓа и преку [[слабо заемодејство|слабата сила]]. Се распаѓа на еден [[W-бозон]] и еден [[длабински кварк]] (најчесто), еден [[чуден кварк]] или (најретко), еден [[долен кварк]]. Според [[стандарден модел|стандардниот модел]], неговиот среден животен е приближно {{вред|5|e=-25|u=с}}.<ref name=Quadt>
{{Наведено списание
 |author=A. Quadt
 |year=2006
 |title=Top quark physics at hadron colliders
 |journal=European Physical Journal C
 |volume=48
 |issue=3 |pages=835–1000
 |doi=10.1140/epjc/s2006-02631-6
|bibcode = 2006EPJC...48..835Q }}</ref> Ова е една дваесетина од векот на силните заемодејства, и затоа не [[хадронизација|образува хадрони]], давајќи им на физичарите единствена можност да изучуваат „гол“ кварк (сите други кваркови се хадронизираат, т.е. се здружуваат со други кваркови, образувајќи [[хадрон]]и, и можат да се набљудуваат само како такви). Поради големата масивност, својствата на врвниот кварк даваат прилика да се предвиди масата на [[Хигсов бозон|Хигсовиот бозон]] по извесни дополнувања на стандардниот модел. Затоа, овој кварк е од голема корист при разлачувањето на разните конкурентни теории.

Неговото постоење (заедно со постоењето на [[длабински кварк|длабинскиот кварк]]) е првпат претпоставено во 1973 г. од јапонските физичари [[Макото Кобајаши]] и [[Тошихиде Маскава]] за да се објаснат забележаните [[CP-нарушување|нарушувања во полнежната парност]] (CP-нарушувања) при распадот на [[каон]]от,<ref name="M. Kobayashi, T. Maskawa 1973 652">
{{Наведено списание
 |author1=M. Kobayashi |author2=T. Maskawa |year=1973
 |title=CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction
 |journal=Progress of Theoretical Physics
 |volume=49
 |issue=2 |page=652
 |doi=10.1143/PTP.49.652
|bibcode = 1973PThPh..49..652K }}</ref> а опитно е откриен во 1995 г. со судирачите CDF<ref name=CDF-1995>
{{Наведено списание
 |author=F. Abe ''et al''. (CDF Collaboration)
 |year=1995
 |title=Observation of Top Quark Production in {{SubatomicParticle|Antiproton}}{{SubatomicParticle|Proton}} Collisions with the Collider Detector at Fermilab
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=74
 |issue=14 |pages=2626–2631
 |doi=10.1103/PhysRevLett.74.2626
|pmid=10057978
|bibcode=1995PhRvL..74.2626A
}}</ref> и DØ<ref name=D0-1995>
{{Наведено списание
 |author=S. Abachi ''et al''. (DØ Collaboration)
 |year=1995
 |title=Search for High Mass Top Quark Production in {{SubatomicParticle|Proton}}{{SubatomicParticle|Antiproton}} Collisions at {{radical|''s''}}&nbsp;=&nbsp;1,8&nbsp;TeV
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=74
 |issue=13 |pages=2422–2426
 |doi=10.1103/PhysRevLett.74.2422
|bibcode=1995PhRvL..74.2422A
}}</ref> во [[Фермилаб]]. Кобајаши и Маскава во 2008 г. ја добиле [[Нобелова награда за физика|Нобеловата награда за физика]] за предвидувањето на врвниот и [[длабински кварк|длабинскиот кварк]], кои заедно го сочинуваат третото [[поколение (физика)|поколение]] на кваркови.<ref>
{{Наведена мрежна страница
 |year=2008
 |title=2008 Nobel Prize in Physics
 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/index.html
 |publisher=The Nobel Foundation
 |accessdate=2009-09-11
}}</ref>

==Историја==
Во 1973 г. јапонските физичари [[Макото Кобајаши]] и [[Тошихиде Маскава]] го предвиделе постоењето на кварковите од трето поколение за да се објаснат забележаните [[CP-нарушување|CP-нарушувања]] во распадот на [[каон]]от.<ref name="M. Kobayashi, T. Maskawa 1973 652"/> Називите „врвен“ (''top'') и „[[длабински кварк|длабински]]“ (''bottom'') се воведени од израелскиот физичар Хаим Харари во 1975 г.,<ref>
{{Наведено списание
 |author=H. Harari
 |year=1975
 |title=A new quark model for hadrons
 |journal=Physics Letters B
 |volume=57 |issue=3 |page=265
 |doi=10.1016/0370-2693(75)90072-6 
|bibcode = 1975PhLB...57..265H }}</ref><ref>
{{Наведена книга
 |author=K.W. Staley
 |year=2004
 |title=The Evidence for the Top Quark
 |url=https://books.google.com/books?id=K7z2oUBzB_wC
 |pages=31–33
 |publisher=Cambridge University Press
 |isbn=978-0-521-82710-2
}}</ref>
за да одговараат на називите на кварковите од првото поколение ([[горен кварк|горниот]] и [[долен кварк|долниот]]), одразувајќи го фактот што тие се „горната“ и „долната“ составница на двојката со [[слаб изоспин]].<ref name="DHPerkins">
{{Наведена книга
 |author=D.H. Perkins
 |title=Introduction to high energy physics
 |page=8
 |publisher=Cambridge University Press
 |year=2000
 |isbn=0-521-62196-8
}}</ref> Врвниот кварк порано се нарекувал и ''вистинит кварк'' (''truth quark''), но со време се наметнал поимот „врвен“ (''top quark'').<ref name=Close2006>
{{Наведена книга
 |author=F. Close
 |title=The New Cosmic Onion
 |page=133
 |publisher=CRC Press
 |year=2006
 |isbn=1-58488-798-2
}}</ref>

Предлогот на Кобајаши и Маскава во голема мера се ослонувал на ГИМ-механизмот претставен од [[Шелдон Ли Глешоу]], [[Јоанис Илиопулос]] и [[Лучано Мајани]],<ref>
{{Наведено списание
 |author1=S.L. Glashow |author2=J. Iliopoulous |author3=L. Maiani |year=1970
 |title=Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry
 |journal=Physical Review D
 |volume=2
 |issue=7 |pages=1285–1292
 |doi=10.1103/PhysRevD.2.1285
|bibcode = 1970PhRvD...2.1285G }}</ref> со кој се предвидува постоењето на дотогаш опитно незабележаниот [[волшебен кварк]]. Во ноември 1974 г. екипите во [[Брукхејвенска национална лабораторија|Брукхејвенската национална лабораторија]] (BNL) и [[Стенфордски линеарнозабрзувачки центар|Стенфордскиот линеарнозабрзувачки центар]] (SLAC) истовремено го објавиле откривањето на [[J/ψ-мезон]]от,  наскоро утврдувајќи дека се работи за врзана состојба на волшебниот кварк и неговиот антикварк. Со ова откритие, ГИМ-меганизмот станал дел од стандардниот модел.<ref>
{{Наведена книга
 |author=A. Pickering
 |year=1999
 |title=Constructing Quarks: A Sociological History of Particle Physics
 |pages=253–254
 |publisher=University of Chicago Press
 |isbn=978-0-226-66799-7
}}</ref> Со усвојувањето на механизмот, предвидувањето на Кобајаши и Маскава добило на тежина, дотолку повеќе со откривањето на [[тау-честичка]]та од екипата во SLAC под водство на [[Мартин Луис Перл]] помеѓу 1974 и 1978 г.<ref name="Perl1975">
{{Наведено списание
 |author=M.L. Perl|year=1975
 |title=Evidence for Anomalous Lepton Production in {{SubatomicParticle|Positron}}{{SubatomicParticle|Electron}} Annihilation
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=35 |issue=22 |page=1489
 |doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489
|bibcode=1975PhRvL..35.1489P
|display-authors=etal}}</ref> Откритието значело воведување на трето поколение на [[лептон]]и, нарушувајќи ја новата [[симетрија (физика)|симетрија]] помеѓу лептоните и кварковите воведена со ГИМ-меганизмот. За да може да се поврати симетријата, станало јасно дека мора да постојат и петти и шести кварк.

Набргу (во 1977 г.) екипата на опитот E288 под водство на [[Леон Ледерман]] во [[Фермилаб]] го открила и петтиот кварк — длабинскиот.<ref>
{{cite press
 |date=7 August 1977
 |title=Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark
 |url=http://www.fnal.gov/pub/inquiring/physics/discoveries/bottom_quark_pr.html
 |publisher=Fermilab
 |accessdate=2009-07-24
}}</ref><ref>
{{Наведено списание
 |author=L.M. Lederman
 |year=2005
 |url=http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000195
 |title=Logbook: Bottom Quark
 |journal=Symmetry Magazine
 |volume=2 |issue=8 |pages=
}}</ref><ref>
{{Наведено списание
 |author=S.W. Herb|year=1977
 |title=Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=39
 |issue=5 |page=252
 |doi=10.1103/PhysRevLett.39.252
|bibcode=1977PhRvL..39..252H
|display-authors=etal}}</ref> Со ова станало јасно дека мора да постои шести „врвен“ кварк за да се дополни парот. Се знаело дека овој кварк треба да е потежок од длабинскиот (што значи повеќе енергија на судирите), но се сметало дека истиот набргу ќе биде откриен. Сепак, поминале дури 18 години пред да се потврди постоењето на врвниот кварк.<ref name=LissTipton1997>
{{Наведено списание
 |author1=T.M. Liss |author2=P.L. Tipton |year=1997
 |title=The Discovery of the Top Quark
 |url=http://www.hep.uiuc.edu/home/tml/SciAmTop.pdf
 |journal=Scientific American
 |volume= |issue= |pages=54–59
}}</ref>

Првите обиди за пронаоѓање на врвниот кварк во [[SLAC]] и [[DESY]] (во [[Хамбург]]) завршиле неуспешно. На почетокот на 1980-тите, [[Протонски суперсинхротрон|Протонскиот суперсинхротрон]] (SPS) во [[CERN]] ги открил [[W-бозон]]от и [[Z-бозон]]от, што довело до убеденост дека откривањето на врвниот кварк мора да е на повидок. SPS добиле конкуренција од [[Теватрон]] во Фермилаб но сè уште немале наоди за честичката, додека групата во CERN веќе објавила дека масата на врвниот кварк мора да биде барем {{вред|41|u=GeV/c<sup>2</sup>}}. Со ова отпочнала трка за откривање на врвниот кварк меѓу CERN и Фермилаб, но забрзувачот во CERN ја достигнал својата граница без да ја добие честичката, со тоа кревајќи ја долната граница на неговата маса на {{вред|77|u=GeV/c<sup>2</sup>}}.<ref name=LissTipton1997/>

Теватрон бил (сè до пуштањето на [[Голем хадронски судирач|Големиот хадронски судирач]] на [[CERN]] во 2009 г.) единствениот хадронски судирач со доволна моќ да создава врвни кваркови. За да може да се потврдат престојните откритија, придодадена е втора направа, забележувачот DØ (покрај постоечкиот CDF). Во октомври 1992 г. двете групи за првпат го насетиле присуството на врвниот кварк, правејќи судир што ја содржел оваа честичка. Во следните години се собрани повеќе наоди, па на 22 април 1994 г. групата на CDF објавила труд со претпоставените наоди за постоењето на врвен кварк со маса од околу {{вред|175|u=GeV/c<sup>2</sup>}}. Во меѓувреме, DØ не наишле на повеќе наоди по опитот во 1992 г. На 2 март 1995 г. се насобрани повеќе податоци и извршено е преиспитување на податоците од DØ (кои впрочем трагале по многу полесен бозон), двете групи заеднички го објавиле откривањето на врвниот кварк со сигурност од 99,9998% при маса од {{вред|176|18|u=GeV/c<sup>2</sup>}}.<ref name=CDF-1995/><ref name=D0-1995/><ref name=LissTipton1997/>

Во годините пред откривањето на врвниот кварк, научниците сфатиле дека извесни уточнети мерења на масите на векторските бозони и спојки се мошне чувствителни на вредноста на масата на врвниот кварк. Овие ефекти многукратко се увеличуваат при повисоки маси на врвниот кварк, што дава посреден увид во врвниот кварк, кој инаку не можел лесно да се забележи во ниеден тогашен опит. Најголем ефект од масата на врвниот кварк имало врз T-параметарот, па така до 1994 г. точноста на овие посредни мерења довела до предвидување of масата на врвниот кварк во вредност меѓу {{вред|145|u=GeV/c<sup>2</sup>}} и {{вред|185|u=GeV/c<sup>2</sup>}}.<ref>[http://lphe.epfl.ch/~mtran/seminaires/Cours_Master_Bordeaux/Articles/SciAmTop.pdf The Discovery of the Top Quark] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20151208063906/http://lphe.epfl.ch/~mtran/seminaires/Cours_Master_Bordeaux/Articles/SciAmTop.pdf |date=2015-12-08 }}, Tony M. Liss and Paul L. Tipton</ref> Развојот на овие постапки подоцна ги овозможил мошне уточнетите пресметки за кои [[Герард 'т Хофт]] и [[Мартинус Велтман]] ја добиле Нобеловата награда во 1999 г.<ref>
{{Наведена мрежна страница
 |publisher=The Nobel Foundation
 |title=The Nobel Prize in Physics 1999
 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1999/index.html
 |accessdate=2009-09-10
}}</ref><ref>
{{cite press
 |publisher=The Nobel Foundation
 |date=12 October 1999
 |title=The Nobel Prize in Physics 1999, Press Release
 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1999/press.html
 |accessdate=2009-09-10
}}</ref>

==Својства==
* При конечната енергија на Теватрон од 1,96&nbsp;TeV, создадени се парови од врвен кварк и врвен антикварк со [[напречен пресек]] од околу 7&nbsp;[[пикобарн]]и (pb).<ref>
{{cite conference
 |author=D. Chakraborty (DØ]] and CDF collaborations)
 |year=2002
 |title=Top quark and W/Z results from the Tevatron
 |conference=Rencontres de Moriond
 |url=http://www-d0.fnal.gov/d0pubs/sbdata/2002/020316-CHAKRABORTY_D-talk.pdf
 |page=26
}}</ref> [[Стандарден модел|стандардниот модел]] предвидува (при вдоводечкиот ред со {{math|size=120%|''m''<sub>t</sub> {{=}} }}{{вред|175|u=GeV/c<sup>2</sup>}}) 6,7–7,5&nbsp;pb.
* W-бозоните од распадите на врвниот кварк имаат поларизација од матичната честичка, и затоа претставуваат единствена можност за увид во поларизацијата на врвниот кварк.
* Стандардниот модел предвидува дека врвниот кварк има спинов квантен број од {{frac|1|2}} и електричен полнеж од +{{frac|2|3}}. Направено е прво мерење на полнежот на врвниот кварк, каде е утврдено со доверба од 90% дека врвниот кварк навистина има полнеж токму од +{{frac|2|3}}.<ref>
{{Наведено списание
 |author=V.M. Abazov ''et al.'' (DØ Collaboration)
 |year=2007
 |title=Experimental discrimination between врвен кварк со полнеж 2''e''/3 и егзотичен кварк со полнеж 4''e''/3 production scenarios
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=98 |page=041801
 |doi=10.1103/PhysRevLett.98.041801 
 |arxiv=hep-ex/0608044
|pmid=17358756
|issue=4
|bibcode=2007PhRvL..98d1801A
}}</ref>

==Создавање==
Бидејќи врвните кваркови се многу масивни, за нивно создавање се потребни големи количества енергија. Единствениот начин да се дојде до толкави енергии е преку високоенергетски судири. Таквите судири природно се јавуваат во горната атмосфера на Земјата, кога [[космички зрак|космички зраци]] се судираат со воздушните честички, но можат да се направат и во [[забрзувач на честички]]. Со згаснувањето на Теватрон во 2011 г., [[Голем хадронски судирач|Големиот хадронски судирач]] во [[CERN]] останал единствениот забрзувач со доволно силни снопови за создавање на врвни кваркови, со [[тежиште|тежишна]] енергија од 7&nbsp;TeV. Постојат неколку постапки за добивање на врвни кваркови, кои сепак се делат на две категории.

=== Парови од врвни кваркови ===
{{Multiple image
| align = 
| direction = 
| width = 200
| background color = white
| image1 = Ttbar production via gg fusion.png
| caption1 = Соединение глуон-глуон
| image2 = Ttbar production (t channel).png
| caption2 = t-патека
| image3 = Ttbar production via qqbar annihilation.png
| caption3 = Поништување на кварк и антикварк
}}Најчеста постапка е [[создавање на парови|создавањето на пар од врвен кварк и врвен антикварк]] преку [[силно заемодејство|силни заемодејства]]. При судирот, се создава високоенергетски [[глуон]], кој потоа се распаѓа на врвен кварк и врвен антикварк. На овој начин се извршени највеќето процеси со врвниот кварк во Теватрон, и ваква постапка довела до откривањето на врвниот кварк во 1995 г.<ref name="D0-2009" /> Можно е и добивање на парови од врвен кварк и врвен антикварк преку распад на посреден [[фотон]] или [[Z-бозон]], но се смета дека овие процеси се многу поретки, а даваат практично истоветен опитен белег во хадронски судирач како Теватрон.

=== Единечни врвни кваркови ===
{{Multiple image
| align = 
| direction = 
| width = 200
| image1 = Single-top production (s channel).png
| caption1 = s-патека
| image2 = Single-top production (t-channel).png
| caption2 = t-патека
| image3 = Single top production (tW channel).png
| caption3 = tW-патека
}}
Мошне поинаква постапка е добивањето на единечни врвни кваркови преку [[слабо заемодејство|слабото заемодејство]]. Ова може да се случи на неколку начини (наречени патеки или канали): или со распад на посреден [[W-бозон]] во врвен и длабински антикварк („s-патека“) или со длабински кварк (веројатно создаден во пар при распад на глуон), кој се преобразува во врвен кварк по пат на замена на W-бозонот со горен или долен кварк („t-патека“). Единечен врвен кварк може да се добие и заедно со W-бозон, што бара длабински кварк во првична состојба („tW-патека“). Првите наоди од овие процеси се објавени од соработката DØ во декември 2006 г.,<ref name="D0-2006">{{Наведено списание
 |author=V.M. Abazov ''et al.'' (DØ Collaboration)
 |year=2007
 |title=Evidence for production of single врвни кваркови and first direct measurement of {{!}}V<sub>tb</sub>{{!}}
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=98
 |issue=18 |pages=181802
 |doi=10.1103/PhysRevLett.98.181802 
 |arxiv=hep-ex/0612052
|bibcode=2007PhRvL..98r1802A
 |pmid=17501561
}}</ref> а во март 2009 г. CDF<ref name="CDF-2009">{{Наведено списание
 |author=T. Aaltonen ''et al.'' (CDF Collaboration)
 |year=2009
 |issue=9
 |pages=092002
 |title=First Observation of Electroweak Single Top Quark Production
 |volume=103
 |doi=10.1103/PhysRevLett.103.092002
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |arxiv=0903.0885
|bibcode=2009PhRvL.103i2002A
}}</ref> и DØ<ref name="D0-2009">{{Наведено списание
 |author=V.M. Abazov ''et al.'' (DØ Collaboration)
 |year=2009
 |issue=9
 |pages=092001
 |title=Observation of Single Top Quark Production
 |volume=103
 |doi=10.1103/PhysRevLett.103.092001
 |pmid=19792787
 |journal=Physical Review Letters
 |arxiv=0903.0850
|bibcode=2009PhRvL.103i2001A
}}</ref> објавиле два труда со меродавни заклучоци од набљудувањето на процесите. Главното значење на мерењето на овие процеси е тоа што нивната честота е правопропорционална на составницата {{math|size=120%|{{!}} ''V''<sub>tb</sub> {{!}}<sup>2</sup>}} на [[ККМ-матрица]]та.

==Распад==
[[Податотека:Ttbar decay channels.png|мини|300x300п|Сите можни конелни состојби на распадот на пар врвни кваркови]]
Поради огромната [[маса]], врвниот кварк има многу краток животен век — само {{val |5|e=-25|u=с}}.<ref name=Quadt /> Поради тоа, врвните кваркови немаат време да [[хадронизација|образуваат хадрони]] пред да се рааспаднат, како што тоа го прават другите кваркови, што пружа можност за изучување на „гол“ кварк. Единствениот познат начин на распад на врвниот кварк е преку слабото заемодејство кое дава W-бозон и кварк од долен вид (долен, чуден или длабински).

Од особен интерес е тоа што можеме непосредно да го одредиме соодносот на разгранување Γ(W<sup>+</sup>b)&nbsp;/&nbsp;Γ(W<sup>+</sup>''q''&nbsp;(''q''&nbsp;=&nbsp;b,s,d)). Засега, најточното сознание за соодносот е дека изнесува 0,91 ± 0,04.<ref name="PDG2013">
{{Наведена мрежна страница
 |author=J. Beringer ''et al.'' (Particle Data Group)
 |url=http://pdg.lbl.gov/2013/tables/rpp2013-sum-quarks.pdf
 |title=PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'
 |publisher=Particle Data Group
 |year=2012
 |accessdate=2013-07-23
}}</ref> Бидејќи овој сооднос е еднаков на {{math|size=120%|{{!}} ''V''<sub>tb</sub> {{!}}<sup>2</sup>}} согласно [[стандарден модел|стандардниот модел]], ова дава друга можност за одредување на ККМ-елементот&nbsp;{{math|size=120%|{{!}} ''V''<sub>tb</sub> {{!}}}}, или заедно со определбата на {{math|size=120%|{{!}} ''V''<sub>tb</sub> {{!}}}} од создавањето на еден врвен кварк, дава прилика за испитување на претпоставката дека ККМ-матрицата е целовидна.<ref name=Abazov2008>
{{Наведено списание
 |author=V.M. Abazov ''et al.'' (DØ Collaboration)
 |year=2008
 |title=Simultaneous measurement of the ratio B(t→Wb)/B(t→Wq) and the top-quark pair production cross section with the DØ detector at {{sqrt|''s''}}&nbsp;=&nbsp;1.96&nbsp;TeV
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=100
 |issue=19 |pages=192003 
 |doi=10.1103/PhysRevLett.100.192003 
 |arxiv=0801.1326
|bibcode=2008PhRvL.100s2003A
}}</ref>

Стандардниот модел допушта и поегзотични распади, но само на ниво на јамки, што значи дека се крајно потиснати. Поточно, врвниот кварк е можно да се распадне на друг вид горен кварк (горен или волшебен) оддавајќи фотон или Z-бозон.<ref>
{{Наведено списание
 |author=S. Chekanov ''et al.'' (ZEUS Collaboration)
 |year=2003
 |title=Search for single-top production in ep collisions at HERA
 |journal=Physics Letters B
 |volume=559
 |issue=3–4 |page=153
 |doi=10.1016/S0370-2693(03)00333-2 
 |arxiv=hep-ex/0302010
|bibcode = 2003PhLB..559..153Z }}</ref> Потрагата по овие егзотични распадни режими засега не вродила со плод согласно очекувањата на стандардниот модел. Утврдено е дека соодносот на разгранување на овие распади е помал од 5,9 на 1.000 за фотони и помалку од 2,1 на 1.000 за Z-бозони, при [[интервал на доверба|доверба]] од 95%.<ref name=PDG2013/>

==Маса и спојки со Хигсовиот бозон==
Стандардниот модел ги опишува фермионските маси преку [[Хигсов механизам|Хигсовиот механизам]]. [[Хигсов бозон|Хигсовиот бозон]] има [[Јукавина спојка]] со леви и десни врвни кваркови. По нарушувањето на електрослабата симетрија (кога Хигсовиот бозон добива [[вакуумска очекувана вредност]]), левата и десната составница се измешуваат, давајќи масен израз.

:<math>\mathcal{L} = y_\text{t} h q u^c \rightarrow \frac{y_\text{t} v}{\sqrt{2}}( 1 + h^0/v) u u^c</math>

Јукавината спојка на врвниот кварк ја има вредноста

:<math>y_\text{t} = \sqrt{2} m_\text{t}/v \simeq 1</math>

каде {{math|''v'' {{=}} }}246&nbsp;GeV е вредноста на Хигсовата [[вакуумска очекувана вредност]].

===Јукавини спојки===
Во стандардниот модел, Јукавините спојки на сите кваркови и лептоните се мали во споредба со Јукавината спојка на врвниот кварк. Осознавањето на оваа хиерархија на фермионските маси е еден од проблемите на теориската физика. Јукавините спојки не се постојани, туку нивните вредности се менуваат зависно од енергетскиот размер (растојанието) на кој се мерат. Динамиката на Јукавините спојки се одредува со равенката на ренормализациски групи.

Еден од позастапените мислења во честичната физика е дека величината на Јукавината спојка на врвниот кварк се одредува со [[ренормализациска група]], што води до „квазиинфрацрвена неменлива точка“.

Се претполага дека Јукавините спојки на горните, долните, волшебните, чудните и длабинските кваркови имаат мали вредности при крајно висок енергетски размер во големото обединување — 10<sup>15</sup>&nbsp;GeV. Вредноста им се зголемува во пониски размери, при кои Хигсовиот бозон им ги дава масите на кварковите. Малиот пораст се должи на исправките од [[квантна хромодинамика|квантнохромодинамичката]] спојка. Исправките од Јукавините спојки се занемарливи за кварковите со помали маси.

Меѓутоа, доколку Јукавината спојка на еден кварк има голема вредност при многу високи енергии, нејзините Јукавини исправки ќе се развијат и поништат со квантнохромодинамичките исправки. Ова се нарекува (квази)инфрацрвена неменлива точка. Без оглед на првобитната појдовна вредност на спојката, доколку е доволно голема, таа ќе ја достигне оваа вредност на точката. Потоа, од тоа се предвидува соодветната маса на кваркот.

Јукавината спојка на врвниот кварк лежи мошне блиску до инфрацрвената неменлива точка во стандардниот модел. Равенката на ренормализациската група гласи:

:<math>\mu \frac{\partial}{\partial\mu} y_\text{t} \approx \frac{y_\text{t}}{16\pi^2}\left(\frac{9}{2}y_\text{t}^2 - 8 g_3^2- \frac{9}{4}g_2^2 - \frac{17}{20} g_1^2 \right),</math>

каде {{math|size=120%|''g''<sub>3</sub>}} е баждарната спојка за бојата, {{math|size=120%|''g''<sub>2</sub>}} баждарна спојка за слабиот изоспин, а {{math|size=120%|''g''<sub>1</sub>}} е баждарната спојка за слабиот хиперполнеж. Оваа равенка опишува како Јукавината спојка се менува при различен енергетски размер&nbsp;{{mvar|μ}}. Решенијата на равенката за големи првични вредности {{math|size=120%|''y''<sub>t</sub>}} набргу ја доведуваат десната страна блиску до нула, врзувајќи го {{math|size=120%|''y''<sub>t</sub>}} со кватнохромодинамичката спојка {{math|size=120%|''g''<sub>3</sub>}}. Вредноста на неменливата точка се одредува прилично точно во стандардниот модел, што води до маса на врвниот кварк од 230&nbsp;GeV. Меѓутоа, доколку пости повеќе од една Хигсова двојка, масата ќе се намали во вредност од Хигсовиоте ефекти на аголно мешање, на непредвидлив начин.

Во [[минимален суперсиметричен стандарден модел|минималното суперсипетрично дополнување на стандардниот модел]] (МССМ), постојат две Хигсови двојки, а равенката на ренормализациската група за Јукавината спојка на врвниот кварк е малку изменета:

:<math>\mu \frac{\partial}{\partial\mu} y_\text{t} \approx \frac{y_\text{t}}{16\pi^2}\left(6y_\text{t}^2 +y_\text{b}^2- \frac{16}{3} g_3^2- 3g_2^2 -\frac{13}{15} g_1^2 \right),</math>

каде ''y''<sub>b</sub> е Јукавината спојка на длабинскиот кварк. Ова води до неменлива точка каде масата на врвниот кварк е помала, т.е. 170–200&nbsp;GeV. Неизвесноста во ова предвидување се јавува поради тоа што Јукавината спојка на длабинскиот кварк во МССМ може да се увеличи. Некои теоретичари го наведуваат ова како доказ во полза на МССМ.

Квазиинфрацрвената неменлива точка подоцна послужила како основа за теориите за врвнокварковиот кондензат при нарушувањето на електрослабата симетрија, каде Хигсовиот бозон е повеќеделен при ''крајно'' мали растојанија, сочинет од парови од врвни кваркови и врвни антикваркови.

== Поврзано ==
* [[Врвност]]
* [[Кварков модел]]

== Наводи ==
{{наводи|2}}

==Литература==
*{{cite arXiv
 |date=June 2005
 |title=Top Quark Production and Properties at the Tevatron
 |class=hep-ex
 |eprint=hep-ex/0506005
 |author1=Frank Fiedler
 |author2=for the D0
 |author3=CDF Collaborations
}}
*{{Наведена мрежна страница
 |author=R. Nave
 |title=Quarks
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html
 |work=HyperPhysics
 |publisher=Georgia State University, Department of Physics and Astronomy
 |year=
 |accessdate=2008-06-29
}}
*{{Наведена книга
 |author=A. Pickering
 |title=Constructing Quarks
 |pages=114–125
 |publisher=University of Chicago Press
 |year=1984
 |isbn=0-226-66799-5
}}

== Надворешни врски ==
* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=234702 Врвниот кварк на arxiv.org] {{en}}
* [http://www.fnal.gov/pub/inquiring/physics/discoveries/top_quark.html За врвниот кварк] — Фермилаб {{en}}
* [http://www-d0.fnal.gov/Run2Physics/top/top_public_web_pages/top_public.html Анализа на исходот од опитите на DØ во Фермилаб] {{en}}
* [http://www-cdf.fnal.gov/physics/new/top/top.html Анализа на исходот од опитите на CDF во Фермилаб] {{en}}

{{Честички}}

[[Категорија:Кваркови]]
[[Категорија:Елементарни честички]]