Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Одна модель пентакварка : д является кварк и д антикварковое ; глюоны (волнистые линии) обеспечивают сильные взаимодействия между кварками; Должны присутствовать заряды красного, зеленого и синего цветов , 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 можно было бы считать экзотическими. [1] Теоретически не существует ограничений на количество кварков в адроне, если цветовой заряд адрона белый или нейтральный по цвету. [2]

Как и обычные адроны, экзотические адроны классифицируются как фермионы , такие как обычные барионы, или бозоны , как обычные мезоны. Согласно этой схеме классификации пентакварки , содержащие пять валентных кварков, являются экзотическими барионами, а тетракварки (четыре валентных кварка) и гексакварки (шесть кварков, состоящие либо из дибариона, либо из трех кварк-антикварковых пар) будут считаться экзотическими мезонами . Считается, что частицы тетракварка и пентакварка наблюдались и исследуются; Наблюдения гексакварков еще не подтверждены.

Экзотические адроны можно искать, ища полюсы S-матрицы с квантовыми числами, запрещенными для обычных адронов. Экспериментальные сигнатуры для таких экзотических адронов были обнаружены по крайней мере в 2003 году [3] [4], но остаются предметом споров в физике элементарных частиц .

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

История [ править ]

Когда в 1960-х годах Мюррей Гелл-Манн и другие впервые постулировали кварковую модель , она должна была осмысленно организовать состояния, о существовании которых в то время было известно. 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, в оригинальной статье Гелл-Манна 1964 года упоминается возможность существования экзотических адронов и адроны классифицируются на барионы и мезоны в зависимости от того, имеют ли они нечетное (барионное) или четное (мезонное) 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 без убедительных доказательств существования экзотического адрона, который мог бы быть связан с полюсом S-матрицы.

В апреле 2014 года коллаборация LHCb подтвердила существование Z (4430) - , открытого Беллем , и продемонстрировала, что в нем должно быть минимальное кварковое содержание c c d u . [7]

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

Кандидаты [ править ]

Есть несколько экзотических кандидатов в адроны:

  • X (3872) - Обнаруженная детектором Belle в KEK в Японии, эта частица была выдвинута различными гипотезами как дикварк или мезонная молекула .
  • Y (3940) - Эта частица не вписывается в спектр чармония, предсказанный теоретиками .
  • Y (4140) - Обнаружен CDF Fermilab в марте 2009 года, вселенная 27394 .
  • Y (4260) - обнаруженная детектором BaBar в SLAC в Менло-Парке , Калифорния, эта частица предположительно состоит из глюона, связанного с кварком и антикварком.
  • Zc (3900) - обнаружено Белль и BES III
  • Z (4430) - обнаружен Белль и позже подтвержден LHCb со значением 13,9σ arXiv: 1404.1903v1
  • X (4274) - Наблюдается LHCb в ЦЕРН arXiv: 1606.03179
  • X (4500) - Наблюдается LHCb в ЦЕРН arXiv: 1606.03179
  • X (4700) - Наблюдается LHCb в ЦЕРН arXiv: 1606.03179
  • X (6900) - Наблюдалось LHCb в ЦЕРН arXiv: 2006.16957

См. Также [ править ]

  • Экзотическая материя
  • Экзотический мезон
  • Экзотический барион
  • Тетракварк
  • Пентакварк
  • Гексакварк

Примечания [ править ]

  1. ^ FE Close (1988). «Глюонные адроны». Отчеты о достижениях физики . 51 (6): 833–882. Bibcode : 1988RPPh ... 51..833C . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 51/6/002 .
  2. ^ J. Belz et al. (Сотрудничество BNL-E888) (1996). «Поиск слабого распада H-дибариона». Письма с физическим обзором . 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 каких-либо особых ограничений на количество кварков, составляющих адроны, кроме того, что они образуют цветные синглетные состояния.  
  3. ^ См. Тетракварк
  4. ^ См. «Примечание о мезонах, отличных от q-qbar» в PDG 2006, Journal of Physics, G 33 (2006) 1.
  5. ^ RL Jaffe и FE Low , Phys. Ред. D 19, 2105 (1979). DOI : 10.1103 / PhysRevD.19.2105
  6. ^ М. Гелл-Манн (1964). «Схематическая модель барионов и мезонов». Письма по физике . 8 (3): 214–215. Bibcode : 1964PhL ..... 8..214G . DOI : 10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3 .
  7. ^ Коллаборация LHCb (7 апреля 2014 г.). «Наблюдение резонансного характера Z (4430) - состояние». Письма с физическим обзором . 112 (22): 222002. arXiv : 1404.1903 . Bibcode : 2014PhRvL.112v2002A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.222002 . PMID 24949760 . S2CID 904429 .  
  8. ^ R. Aaij et al. ( Коллаборация LHCb ) (2015). "Наблюдение резонансов J / ψp, согласующихся с состояниями пентакварка в Λ0
    б    → Дж / фк - стр . Распадах» Physical Review Letters . 115 (7): 072001. Arxiv : +1507,03414 . Bibcode : 2015PhRvL.115g2001A . DOI : 10,1103 / PhysRevLett.115.072001 . PMID  26317714 . S2CID  119204136 .