Экзотический адрон
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 более чем из 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, пока цветной заряд адрона белый или нейтральный по цвету. [2]
Экзотические адроны, как и обычные адроны, классифицируются либо как фермионы , как обычные барионы, либо как бозоны , как обычные мезоны. Согласно этой схеме классификации, пентакварки , содержащие пять валентных кварков, являются экзотическими барионами, тогда как тетракварки (четыре валентных кварка) и гексакварки (шесть кварков, состоящих либо из дибариона, либо из трех пар кварк-антикварк) считаются экзотическими мезонами . Считается, что частицы тетракварка и пентакварка наблюдались и исследуются; Гексакварки еще не были подтверждены как наблюдаемые.
Экзотические адроны можно искать, ища полюса S-матрицы с квантовыми числами , запрещенными для обычных адронов. Экспериментальные сигнатуры таких экзотических адронов были обнаружены по крайней мере в 2003 г. [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 полюса P-матрицы надежно определяются как в мезон-мезонных, так и в нуклон-нуклонных каналах .
Когда модель кварков была впервые постулирована Мюрреем Гелл-Манном и другими в 1960-х годах, она должна была осмысленно организовать состояния, о существовании которых тогда было известно. По мере развития квантовой хромодинамики (КХД) в течение следующего десятилетия стало очевидно, что нет никаких причин, по которым могли бы существовать только комбинации из трех кварков и кварков и антикварков. Действительно, в оригинальной статье Гелл-Манна 1964 года упоминается возможность существования экзотических адронов и классифицируются адроны 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) − , обнаруженного в ходе эксперимента Belle , и продемонстрировала, что в ней должно быть минимальное кварковое содержание c c d u . [7]
