"Прелестная одиссея" или краткая история B-физики

I. Допрелестная эра (IV век до н.э. - 1977 г. н.э.)

IV век до н.э.

Аристотель выделил физику в отдельную науку.

1964 г.

Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг (род. в Москве, 1937 г. !) независимо предложили концепцию (легких) кварков - u, d, s - для объяснения спектроскопии адронов. (Нобелевская премия НЕ присуждена!)

1973 г.

1. Дэвид Политцер, Дэвид Гросс и Френк Вильчек доказали наличие асимптотической свободы в SU(3)_c теории кварков и глюонов. КХД - полевая теория сильных взаимодействий. (Нобелевская премия по физике за 2004 г.)
2. Макото Кобаяши и Тошихиде Маскава предложили гипотезу трех поколений кварков для объяснения эффектов CP-нарушения. (Нобелевская премия НЕ присуждена!)

1975 г.

Мартин Перл (e⁺e^--коллайдер SPEAR, SLAC, США) открыл -лептон, после чего существование третьего поколения кварков стало почти неизбежным. (Нобелевская премия по физике за 1996 г.)

II. Прелестная эра (1977 г. н.э. - настоящее время)

1977 г.

Леон Ледерман (протонный ускоритель FNAL, США; коллаборация CFS) обнаружил легчайшее состояние боттомия: (1S). (Л.Ледерман является нобелевским лауреатом по физике 1988 г. за открытие мюонного нейтрино.)

1978 г.

Подтверждение существования (1S) в e⁺e^--пучках, открытие (2S) (e⁺e^--коллайдер DORIS, DESY, Германия; детекторы PLUTO и DASP-2).

1980 г.

Открытие узкого (3S) и широкого (!) (4S)-резонансов. Получены явные указания на существование B-мезонов - легчайших мезонов с явной прелестью (e⁺e^--коллайдер CESR, Корнелл, США; детекторы CLEO и CUSB).
А. Картером и А. Сандой предложен способ поиска CP-нарушения в распадах нейтральных B-мезонов.

1982 г.

В радиационном распаде (3S)_bJ(2P) ткрыты первые представители семейства -мезонов (e⁺e^--коллайдер CESR, Корнелл, США; детектор CUSB).

1983 г.

Прямое открытие B-мезонов в эксклюзивных адронных распадах (e⁺e^--коллайдер CESR, Корнелл, США; детектор CLEO).

1985 г.

Открытие легчайшего векторного B*-мезона с явной прелестью (e⁺e^--коллайдер CESR, Корелл, США; детектор CUSB).

1987 г.

Открытие группы ИТЭФ (М. Данилов, А. Голутвин, Ю. Зайцев и др.) осцилляций. Следствие: m_t > 100 ГэВ. (e⁺e^--коллайдер DORIS, DESY, Германия; детектор ARGUS).

1988 г.

М.В. Волошин, М.А. Шифман (ИТЭФ) предложили идею эффективной теории тяжелых кварков (HQET).

1989 - 1990 гг.

Натан Изгур и Марк Вайз сформулировали эффективную теорию тяжелых кварков (HQET).

1990 г.

Указание на открытие и -мезонов в распадах (5S) (e⁺e^--коллайдер CESR, Корелл, США; детектор CUSB-II).

1992 г.

В реакции явно зарегистрирован -мезон (e⁺e^--коллайдер LEP, CERN; детекторы ALEPH, DELPHY, OPAL).

1993 г.

Открыт первый "пингвин" bs (FCNC распад BK*(892)) (e⁺e^--коллайдер CESR, детектор CLEO).

1995 - 1996 гг.

Возможное обнаружение и -барионов (e⁺e^--коллайдер LEP, CERN; детекторы DELPHY (1995), ALEPH (1996)).

1996 г.

Корректное обнаружение ⁰_b (e⁺e^--коллайдер LEP, детекторы ALEPH, DELPHY).

1998 г.

Открытие -мезона - первого дважды тяжелого(p-коллайдер Tevatron, FNAL, США; детектор CDF).

1999 г.

Ж. Шарль и др. предложили эффективную теорию для больших энергий отдачи (LEET & SCET).

2001 г.

Открытие косвенного CP-нарушения в системе нейтральных -мезонов, измерения sin 2 в распаде (e⁺e^--коллайдеры   (B-фабрики) KEKB, KEK, Япония и PEP-II, SLAC, США; детекторы Belle, Япония и BaBar, США).

2003 - 2005 гг.

Измерение угла треугольника унитарности в распадах В, и (B-фабрики KEKB PEP-II; детекторы Belle и BaBar).

2004 г.

Открытие прямого CP-нарушения в системе нейтральных -мезонов, распады , и (B-фабрики KEKB, и PEP-II; детекторы Belle и BaBar).
Обнаружение (1D) (коллайдер CESR, детектор CLEO III).

2005 - 2005 гг.

Измерение угла треугольника унитарности в распадах , и (B-фабрики KEKB и PEP-II; детекторы Belle и BaBar).

2005 г.

Открытие каббибовски подавленного перехода bd (FCNC) в распадах B(,)  и (B-фабрика KEKB; детектор Belle).

III. Прелестное светлое (не очень отдаленное) будущее

"Я требую продолжения банкета!"
И.В. Бунша (к/ф "Иван Васильевич меняет профессию")

    Его дожны обеспечить B-фабрики KEKB, и PEP-II; pp-коллайдер LHC (CERN) (вступит в строй, если повезет, осенью 2007 г.) с детекторами ATLAS, CMS, pp-коллайдер Tevatron.
Проект BTeV (FNAL, США) закрыт в феврале 2005 г.

    Задачи (до 2010 г.):

1. Открытие -осцилляций (LHC);
2. Свойства и -мезонов (LHC, Tevatron);
3. Свойства _b-бариона, в том числе и редкие распады и (LHC)
4. Открытие  "новой физики" в редких распадах B-мезонов (все установки);
5. Точное измерение всех параметров треугольника унитарности (KEKB, PEP-II, LHC)
6. Открытие иных помимо _b тяжелых прелестных барионы, и попытка обнаружения дважды тяжелых (bcu, bbd и т.д.)прелестных барионов;
7. "Тяжелая экзотика" типа прелестного пентакварка (beauty-pentaquark) = uudd в реакциях p(B⁰,B⁰*) (LHC??) или прелестное состояние боттомия, аналогичное X(7872) в с-системах (LHC??).

B-физика бессмертна как бессмертна в этом мире красота!!!

IV. Прелестное светлое (относительно далекое) будущее

    Оно будет определяться острым соперничеством LHC и SuperB-фабрик. LHC будет выигрывать у SuperB-фабрик 5 порядков (!!!) в сечении образования b-пар, с большой долей вероятности иметь паритет по светимости L и вчистую проигрывать по "чистоте сигнала". Это "съест" выигрыш в сечении.

    Задачи после 2010 года:

1. Поиск "новой физики" в сверхтонких эффектах CP-нарушения.
2. Поиск (в редких распадах) вклада сверхтяжелых частиц (M >> 1 ТэВ), не доступных прямому детектированию на LHC.

Эксперимент	S1/2, ГэВ	(b), мб	L, см-2с-1	b-пар в год
LHC
ATLAS, CMS	1.4.104	10-1	5.1032-2.1034	1012-1014
LHCb	1.4.104	10-1	5.1032	~1012
SuperB-фабрики
Super KEKB	10.6	1.1.10-6	5.1035	5.109
Super PEP	10.6	1.1.10-6	7.1035	7.109