Тетракварк

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тетракварк
Семья Бозон
Группа Мезон
Участвует во взаимодействиях Гравитационное[1]
Обнаружена В 2014 году экспериментом LHCb Большого адронного коллайдера[2]
Квантовые числа
Спин Целое число ħ

Тетракварк — элементарная частица, адрон, состоящий из двух кварков и двух антикварков. Спин тетракварка может быть только целым, поэтому тетракварковую структуру могут иметь только мезоны. Из-за наличия большего числа степеней свободы, тетракварки могут обладать квантовыми числами, невозможными в случае кварк-антикварковых пар (то есть обычных мезонов). Вместе с обычными кварк-антикварковыми состояниями, мезонной молекулой является одним трёх сценариев описания скалярных мезонов[3]. Открыт в 2014 году экспериментом LHCb Большого адронного коллайдера[2][4].

Обнаружение

[править | править код]

В качестве возможных кандидатов в тетракварки часто рассматривались нейтральные мезоны a0(980) и f0(980), а также семейство возбуждённых Ds-мезонов.

В январе 2012 года коллаборацией Belle сообщалось об открытии новых[прояснить] экзотических тетракварков на электрон-позитронном коллайдере KEKB (Япония)[5][6]. В июне 2013 года две независимые группы сообщили о Zc(3900)[7][8].

Экзотические адроны не вписываются в традиционную классификацию, согласно которой все адроны (субатомные частицы, принимающие участие в сильном взаимодействии) подразделяются на барионы, состоящие из трёх кварков, и мезоны, включающие в себя кварк и антикварк. В числе таких «нестандартных» частиц, обнаруженных физиками — Z(4430), первые свидетельства существования которой были получены в 2007 году. Z(4430) представляет собой тетракварк и состоит из двух кварков и двух антикварков.

Однако достоверность результатов, полученных в ходе эксперимента Belle, когда Z(4430) была замечена впервые, показалась научному сообществу сомнительной: замеченный физиками пик, свидетельствующий, что на детектор попала частица массой 4430 МэВ, вполне мог появиться в результате ошибки при анализе данных. Позже результаты Belle Corporation были подтверждены со статистической значимостью 5.2 σ (в физике частиц статистическая значимость определяется как величина, кратная сигма), а недавние эксперименты на LHCb окончательно доказали — тетракварк Z(4430) существует.

Международная группа ученых проанализировала более 25 000 распадов B-мезонов, выбранных из данных о 180 триллионах протон-протонных столкновений в БАК. Статистическая значимость сигнала Z (4430) составила как минимум 13,9 σ, что более чем достаточно для подтверждения существования этой частицы.

В 2020 году было объявлено о возможном обнаружении в экспериментах на Большом адронном коллайдере тетракварка X(6900), состоящего из двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков (). Этот тетракварк может быть также описан как связанное состояние пары частиц J/ψ (). При этом полностью исключить вероятность того, что наблюдавшийся резонанс не объясняется, например, перерассеянием двух J/ψ-мезонов не удалось[9].

29 июля 2021 года коллаборация LHCb на конференции Европейского физического общества по физике высоких энергий (The European Physical Society Conference on High Energy Physics, EPS-HEP) сообщила[10] об открытии нового экзотического тетракварка. Этот адрон состоит из двух тяжелых c-кварков и легких анти-u- и анти-d-кварка. Экзотичность новой частицы заключается в том, что это первый открытый тетракварк с так называемым «двойным открытым очарованием»: он включает в себя два очарованных кварка и ни одного анти-c-кварка.[11] Все остальные экспериментально открытые тетракварки обладают либо «скрытым очарованием» (то есть имеют в своем составе равное количество c-кварков и их античастиц), либо «одинарным открытым очарованием» (то есть включают один очарованный кварк).

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции Архивная копия от 15 июля 2015 на Wayback Machine, ФИАН, 11 сентября 2007 года
  2. ↑ 1 2 Такие разные тетракварки. Дата обращения: 27 июля 2015. Архивировано 30 июля 2015 года.
  3. ↑ Самойленко, Владимир Дмитриевич. Исследование легких мезонов на установке ГАМС-4тт 1 (во введении (части автореферата), вообще 115 (2010). Дата обращения: 17 мая 2014. Архивировано 23 сентября 2015 года.
  4. ↑ Эксперимент LHCb окончательно доказал реальность экзотического мезона Z(4430). Дата обращения: 27 июля 2015. Архивировано 4 июля 2016 года.
  5. ↑ Belle discovers new heavy 'exotic hadrons' Архивная копия от 7 октября 2012 на Wayback Machine // phys.org (англ.)
  6. ↑ Физики обнаружили намеки на экзотический адрон Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine // lenta.ru
  7. ↑ Источник. Дата обращения: 20 июня 2013. Архивировано 26 апреля 2020 года. (англ.)
  8. ↑ Eric Swanson. Viewpoint: New Particle Hints at Four-Quark Matter (неопр.) // Physics. — 2013. — Т. 69, № 6. — doi:10.1103.  (англ.)
  9. ↑ R. Aaij et al. (LHCb collaboration). Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum (англ.) // arXiv. — 2020. — arXiv:2006.16957.
  10. ↑ New tetraquark a whisker away from stability – CERN Courier. Дата обращения: 9 августа 2021. Архивировано 11 августа 2021 года.
  11. ↑ Алексей Понятов Открыт дважды очарованный тетракварк Архивная копия от 7 октября 2021 на Wayback Machine // Наука и жизнь, 2021, № 10. — с. 2-5
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Тетракварк&oldid=130283015