Тяжёлый кварк, также называемый прелестным кварком, примерно в четыре раза тяжелее протона.Боттом-кварк, также известный как прелестный кварк, является одним из шести ароматов кварков в Стандартной модели физики частиц. Это вторая по массе известная элементарная частица, масса которой примерно в четыре раза превышает массу протона, или около 4,18 ГэВ/с². Из-за своей большой массы боттом-кварк быстро распадается и наблюдается лишь косвенно через частицы, которые он производит, такие как B-мезоны.
Боттом-кварк был открыт в 1977 году группой под руководством Леона Ледермана в Фермилабе, США, при наблюдении ипсилон-частицы, связанного состояния боттом-кварка и его антикварка.
Боттом-кварки рождаются в столкновениях частиц высоких энергий, например, на Большом адронном коллайдере. Они никогда не встречаются в одиночку; они связываются с другими кварками, образуя составные частицы, называемые адронами, наиболее заметными из которых являются B-мезоны (содержащие боттом-кварк и более лёгкий антикварк). Эти частицы пролетают небольшое расстояние перед распадом, и физики восстанавливают их траектории и продукты распада, чтобы изучать свойства боттом-кварка, включая его массу, спин и взаимодействия.
Исследования боттом-кварка имеют решающее значение для проверки Стандартной модели, особенно для понимания CP-нарушения (асимметрии между материей и антиматерией) и для поиска физики за пределами Стандартной модели.
Большая масса боттом-кварка делает его чувствительным зондом для новой физики, поскольку многие теоретические расширения Стандартной модели предсказывают тонкие отклонения в скоростях его распада, которые в настоящее время ищут в экспериментах.