stringtranslate.com

Экзотический адрон

Одна из моделей пентакварка : q — кварк , а q — антикварк ; глюоны ( волнистые линии) обеспечивают сильные взаимодействия между кварками; должны присутствовать красные, зеленые и синие цветовые заряды , в то время как оставшиеся кварк и антикварк должны иметь общий цвет и его антицвет, в этом примере — синий и антисиний (показаны желтым).

Экзотические адроны — это субатомные частицы, состоящие из кварков и глюонов , но которые — в отличие от «хорошо известных» адронов, таких как протоны , нейтроны и мезоны — состоят из более чем трех валентных кварков . Напротив, «обычные» адроны содержат всего два или три кварка. Адроны с явным содержанием валентных глюонов также будут считаться экзотическими. [1] Теоретически, нет ограничений на количество кварков в адроне, пока цветовой заряд адрона белый или нейтральный по цвету. [2]

В соответствии с обычными адронами, экзотические адроны классифицируются как фермионы , как обычные барионы, или бозоны , как обычные мезоны. Согласно этой схеме классификации, пентакварки , содержащие пять валентных кварков, являются экзотическими барионами, в то время как тетракварки (четыре валентных кварка) и гексакварки (шесть кварков, состоящих либо из дибариона, либо из трех пар кварк-антикварк) будут считаться экзотическими мезонами . Считается, что частицы тетракварка и пентакварка были обнаружены и исследуются; гексакварки пока не подтверждены как наблюдаемые.

Экзотические адроны можно искать, ища полюса S-матрицы с квантовыми числами , запрещенными для обычных адронов. Экспериментальные сигнатуры для таких экзотических адронов были обнаружены не позднее 2003 года, [3] [4], но они остаются предметом споров в физике элементарных частиц .

Джаффе и Лоу [5] предположили, что экзотические адроны проявляют себя как полюса матрицы P, а не матрицы S. Экспериментальные полюса матрицы P надежно определяются как в мезон-мезонных каналах, так и в нуклон-нуклонных каналах.

История

Когда в 1960-х годах Мюррей Гелл-Манн и другие впервые постулировали кварковую модель , она должна была организовать состояния, которые тогда были известны как существующие, осмысленным образом. По мере развития квантовой хромодинамики (КХД) в течение следующего десятилетия стало очевидно, что нет причин, по которым могли бы существовать только трехкварковые и кварк-антикварковые комбинации. Действительно, оригинальная статья Гелл-Манна 1964 года намекает на возможность экзотических адронов и классифицирует адроны на барионы и мезоны в зависимости от того, имеют ли они нечетное (барион) или четное (мезон) число валентных кварков. [6] Кроме того, казалось, что глюоны, частицы-посредники сильного взаимодействия, также могут образовывать связанные состояния сами по себе ( глюболы ) и с кварками (гибридные адроны). Прошло несколько десятилетий, но не было убедительных доказательств существования экзотического адрона, который мог бы быть связан с полюсом S-матрицы.

В апреле 2014 года коллаборация LHCb подтвердила существование Z(4430) − , обнаруженного в эксперименте Belle , и продемонстрировала, что он должен иметь минимальное содержание кварков c c d u . [7]

В июле 2015 года LHCb объявил об открытии двух частиц, названных P+
с(4380) и П+
с(4450) , которые должны иметь минимальное содержание кварков c c uud, что делает их пентакварками . [8]

Кандидаты

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Close, FE (1988). "Глюонные адроны". Reports on Progress in Physics . 51 (6): 833–882. ​​Bibcode : 1988RPPh...51..833C. doi : 10.1088/0034-4885/51/6/002. S2CID  250819208.
  2. ^ Belz, J., et al. (BNL-E888 Collaboration) (1996). "Search for the weak decay of an H dibaryon". Physical Review Letters . 76 (18): 3277–3280. arXiv : hep-ex/9603002 . Bibcode :1996PhRvL..76.3277B. doi :10.1103/PhysRevLett.76.3277. PMID  10060926. S2CID  15729745. Теория квантовой хромодинамики не накладывает никаких конкретных ограничений на число кварков, составляющих адроны, кроме того, что они образуют цветные синглетные состояния.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  3. ^ См . Тетракварк
  4. ^ "Заметка о не-q qbar мезонах" (PDF) . Журнал физики G . 33 : 1. 2006.
  5. ^ Джаффе, Р. Л.; Лоу , Ф. Э. (1979). «Связь между собственными состояниями кварковой модели и низкоэнергетическим рассеянием». Physical Review D. 19 ( 7): 2105. Bibcode : 1979PhRvD..19.2105J. doi : 10.1103/PhysRevD.19.2105.
  6. ^ Гелл-Манн, М. (1964). «Схематическая модель барионов и мезонов». Physics Letters . 8 (3): 214–215. Bibcode : 1964PhL.....8..214G. doi : 10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
  7. ^ Сотрудничество LHCb (7 апреля 2014 г.). «Наблюдение резонансного характера состояния Z(4430) − ». Physical Review Letters . 112 (22): 222002. arXiv : 1404.1903 . Bibcode :2014PhRvL.112v2002A. doi :10.1103/PhysRevLett.112.222002. PMID  24949760. S2CID  904429.
  8. ^ Аайдж, Р. и др. (коллаборация LHCb) (2015). «Наблюдение резонансов J/ψp, соответствующих состояниям пентакварка в Λ0
    б    →J/ψK − p распадается". Physical Review Letters . 115 (7): 072001. arXiv : 1507.03414 . Bibcode : 2015PhRvL.115g2001A. doi : 10.1103/PhysRevLett.115.072001. PMID  26317714. S2CID  119204136.    {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Belle Collaboration; Abe, K. (2008-05-19). "Поиск новых состояний чармония в процессах e+ e- → J/psi D(*) D(*) при sqrt{s} ~ 10,6 ГэВ". Physical Review Letters . 100 (20): 202001. arXiv : 0708.3812 . doi :10.1103/PhysRevLett.100.202001. ISSN  0031-9007. PMID  18518525.
  10. ^ The Belle Collaboration; Shen, CP (2010-03-16). "Доказательства нового резонанса и поиск Y(4140) в $\gamma \gamma \to \phi J/\psi$". Physical Review Letters . 104 (11): 112004. arXiv : 0912.2383 . doi :10.1103/PhysRevLett.104.112004. ISSN  0031-9007. PMID  20366468. S2CID  31594166.
  11. ^ Абликим, М.; Ачасов, МН; Ахмед, С.; Ай, XC; Албайрак, О.; Альбрехт, М.; Амброуз, DJ; Аморозо, А.; Ан, FF; Ан, Q.; Бай, Дж. З. (2017-03-01). "Доказательства двух резонансных структур в $e^+ e^- \to \pi^+ \pi^- h_c$". Physical Review Letters . 118 (9): 092002. arXiv : 1610.07044 . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.092002 . ISSN  0031-9007. PMID  28306302.