Exotický hadron - Exotic hadron

Exotické hadrony jsou subatomární částice složen z kvarky a gluony, ale které - na rozdíl od „známých“ hadronů jako např protony , neutrony a mezony - skládají se z více než tří valenční kvarky. Naproti tomu „obyčejné“ hadrony obsahují jen dva nebo tři kvarky. Hadrony s výslovným valenčním obsahem gluonu by byly také považovány za exotické.[1] Teoreticky neexistuje žádné omezení počtu kvarků v hadronu, pokud jde o hadron barevný náboj je bílá nebo barevně neutrální.[2]
V souladu s běžnými hadrony jsou exotické hadrony klasifikovány jako buď fermiony, jako obyčejní baryoni, nebo bosony, jako obyčejní mezoni. Podle tohoto klasifikačního schématu pentakvarky, obsahující pět valenčních kvarků, jsou exotické baryony, zatímco tetraquarks (čtyři valenční kvarky) a hexakvarky (šest kvarků, skládajících se buď z dibaryonu, nebo ze tří párů kvark-antikvark) exotické mezony. Předpokládá se, že byly pozorovány a jsou zkoumány částice tetrakvarku a pentakvarku; Hexaquarks dosud nebyly potvrzeny, jak bylo pozorováno.
Exotické hadrony lze hledat hledáním S-matice póly s kvantová čísla zakázáno obyčejným hadronům. Experimentální podpisy pro takové exotické hadrony byly vidět přinejmenším v roce 2003[3][4] ale zůstávají předmětem kontroverze v částicová fyzika.
Jaffe a Low[5] naznačil, že exotické hadrony se projevují jako póly matice P, a nikoli matice S. Experimentální P-matice póly jsou spolehlivě určeny v obou kanály mezon-mezon a kanály nukleon-nukleon.
Dějiny
Když model kvarku poprvé postuloval Murray Gell-Mann a další v šedesátých letech to bylo smysluplně uspořádat státy, o nichž se tehdy vědělo, že existují. Tak jako kvantová chromodynamika (QCD), která se vyvinula v příštím desetiletí, vyšlo najevo, že neexistuje důvod, proč by mohly existovat pouze kombinace tří a kvarku a antikvarků. Původní práce Gell-Manna z roku 1964 skutečně zmiňuje možnost exotických hadronů a klasifikuje hadrony na baryony a mezony podle toho, zda mají lichý (baryonový) nebo sudý (mezonový) počet valenčních kvarků.[6] Kromě toho se zdálo, že gluony, mediátorové částice silné interakce, mohou také samy vytvářet vázané stavy (lepicí koule ) a s kvarky (hybridní hadrony ). Uplynulo několik desetiletí bez přesvědčivých důkazů o exotickém hadronu, který by mohl být spojen s pólem S-matice.
V dubnu 2014 LHCb spolupráce potvrdila existenci Z (4430)−, objeveno uživatelem Kráska, a prokázal, že musí mít minimální obsah kvarků CCdu.[7]
V červenci 2015 LHCb oznámil objev dvou částic, pojmenovaných P+
C(4380) a P+
C(4450), který musí mít minimální obsah tvarohů CCuud, dělat je pentakvarky.[8]
Kandidáti
Existuje několik exotických kandidátů na hadron:
- X (3872) - Objeveno Detektor Belle na KEK v Japonsku byla tato částice různě předpokládána dikark nebo a mezonická molekula.
- Y (3940) - Tato částice se nevejde do Charmonium spektrum předpovídané teoretici.
- Y (4 140) - Objeveno CDF Fermilab v březnu 2009 27394.
- Y (4260) - Objeveno BaBar detektor na SLAC v Menlo Park, Kalifornie Předpokládá se, že tato částice je tvořena gluonem vázaným na kvark a antikvark.
- Zc (3900) - Objevili Belle a BES III
- Z (4430) - Objeveno Belle a později potvrzeno LHCb s významností 13,9σ arXiv: 1404.1903v1
- X (4274) - Pozorováno LHCb v CERNu arXiv: 1606.03179
- X (4500) - Pozorováno LHCb v CERNu arXiv: 1606.03179
- X (4700) - Pozorováno LHCb v CERNu arXiv: 1606.03179
- X (6900) - Pozorováno LHCb v CERNu arXiv: 2006.16957
Viz také
Poznámky
- ^ F. E. Close (1988). „Gluonické hadrony“. Zprávy o pokroku ve fyzice. 51 (6): 833–882. Bibcode:1988RPPh ... 51..833C. doi:10.1088/0034-4885/51/6/002.
- ^ J. Belz a kol. (BNL-E888 Collaboration) (1996). "Hledejte slabý rozpad H dibaryonu". Dopisy o fyzické kontrole. 76 (18): 3277–3280. arXiv:hep-ex / 9603002. Bibcode:1996PhRvL..76.3277B. doi:10.1103 / PhysRevLett.76.3277. PMID 10060926. S2CID 15729745.
Teorie kvantové chromodynamiky neukládá žádná specifická omezení počtu kvarků skládajících hadrony kromě toho, že tvoří barevné singletové stavy.
- ^ Vidět Tetraquark
- ^ Vidět „note on non-q qbar mesons“ in PDG 2006, Journal of Physics, G 33 (2006) 1.
- ^ R. L. Jaffe a F. E. Low, Phys. Rev. D 19, 2105 (1979). doi:10.1103 / PhysRevD.19.2105
- ^ M. Gell-Mann (1964). "Schematický model baryonů a mezonů". Fyzikální dopisy. 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL ..... 8..214G. doi:10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3.
- ^ Spolupráce LHCb (7. dubna 2014). „Pozorování rezonančního charakteru Z (4430)− Stát". Dopisy o fyzické kontrole. 112 (22): 222002. arXiv:1404.1903. Bibcode:2014PhRvL.112v2002A. doi:10.1103 / PhysRevLett.112.222002. PMID 24949760. S2CID 904429.
- ^ R. Aaij a kol. (Spolupráce LHCb ) (2015). „Pozorování rezonancí J / consistentp v souladu se státy pentaquark v Λ0
b→ J / ψK−p se rozpadá ". Dopisy o fyzické kontrole. 115 (7): 072001. arXiv:1507.03414. Bibcode:2015PhRvL.115g2001A. doi:10.1103 / PhysRevLett.115.072001. PMID 26317714. S2CID 119204136.