Tetraquark

En tetrakvark  är en elementarpartikel , en hadron , bestående av två kvarkar och två antikvarkar . Spinn av en tetraquark kan bara vara heltal, så endast mesoner kan ha en tetraquark struktur . På grund av närvaron av fler frihetsgrader kan tetraquarks ha kvantantal som inte är möjliga i fallet med kvarka-antikvarkpar (dvs vanliga mesoner). Tillsammans med de vanliga kvark-antikvarktillstånden är mesonmolekylen ett av tre scenarier för att beskriva skalära mesoner [3] . Upptäcktes 2014 av LHCb-experimentet Large Hadron Collider [2] [4] .

Upptäckt

Neutrala mesoner a 0 (980) och f 0 (980), såväl som en familj av exciterade D s mesoner, ansågs ofta som möjliga kandidater för tetraquarks.

I januari 2012, Belle- samarbetetmeddelade öppnandet av nya[ förtydliga ] exotiska tetrakvarkar vid KEKB elektron- positronkollideren (Japan) [5] [6] . I juni 2013 rapporterades Z c (3900) [7] [8] av två oberoende grupper .

Exotiska hadroner passar inte in i den traditionella klassificeringen, enligt vilken alla hadroner (subatomära partiklar som deltar i den starka växelverkan) delas in i baryoner , bestående av tre kvarkar, och mesoner , inklusive en kvark och en antikvark. Bland sådana "icke-standardiserade" partiklar som upptäckts av fysiker är Z (4430) , det första beviset på att existensen erhölls 2007. Z(4430) är en tetrakvark och består av två kvarkar och två antikvarkar.

Tillförlitligheten hos resultaten som erhölls under Belle-experimentet, när Z(4430) först märktes, verkade tveksam för forskarvärlden: den topp som fysiker noterade, vilket tyder på att en partikel med en massa på 4430 MeV träffade detektorn, kunde väl har dykt upp som ett resultat av ett fel i dataanalys. Senare bekräftades resultaten från Belle Corporation med en statistisk signifikans på 5,2 σ (i partikelfysik definieras statistisk signifikans som en multipel av sigma), och nya experiment vid LHCb visade slutligen att Z(4430) tetraquark existerar.

Ett internationellt team av forskare analyserade mer än 25 000 B-mesonsönderfall, valda från data om 180 biljoner proton-proton-kollisioner vid LHC. Den statistiska signifikansen för Z (4430)-signalen var minst 13,9 σ, vilket är mer än tillräckligt för att bekräfta förekomsten av denna partikel.

År 2020 tillkännagavs den möjliga upptäckten i experiment vid Large Hadron Collider av X(6900) tetraquark , bestående av två charmade kvarkar och två charmade antikvarkar ( ). Denna tetraquark kan också beskrivas som ett bundet tillstånd av ett par partiklar J/ψ ( ). Samtidigt var det inte möjligt att helt utesluta möjligheten att den observerade resonansen inte förklaras, till exempel av återspridningen av två J/ψ-mesoner [9] .

Den 29 juli 2021 tillkännagav LHCb-samarbetet vid European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS-HEP) [10] upptäckten av en ny exotisk tetraquark. Denna hadron består av två tunga c -kvarkar och lätta anti- u- och anti- d - kvarkar. Exotismen med den nya partikeln ligger i det faktum att det är den första upptäckta tetrakvarken med den så kallade "dubbelöppna charmen": den innehåller två charmkvarkar och ingen anti - c -kvark. [11] Alla andra experimentellt upptäckta tetrakvarkar har antingen "dold charm" (det vill säga, de innehåller lika många c -kvarkar och deras antipartiklar) eller "enkel öppen charm" (det vill säga de inkluderar en charmad kvark).

Anteckningar

1. ↑ Den fantastiska världen inuti atomkärnan. Frågor efter föreläsningen Arkiverad 15 juli 2015 på Wayback Machine , FIAN, 11 september 2007
2. ↑ 1 2 Sådana olika tetraquarks . Hämtad 27 juli 2015. Arkiverad från originalet 30 juli 2015. (obestämd)
3. ↑ Samoilenko, Vladimir Dmitrievich. Undersökning av ljusmesoner vid GAMS-4tt 1-uppställningen (i inledningen (del av sammanfattningen), i allmänhet 115 (2010). Tillträdesdatum: 17 maj 2014. Arkiverad 23 september 2015. (obestämd)
4. ↑ LHCb-experimentet bevisade slutligen verkligheten av den exotiska mesonen Z(4430) . Hämtad 27 juli 2015. Arkiverad från originalet 4 juli 2016. (obestämd)
5. ↑ Belle upptäcker nya tunga "exotiska hadroner" Arkiverad 7 oktober 2012 på Wayback Machine //  phys.org
6. ↑ Fysiker har upptäckt antydningar om en exotisk hadron Arkiverad 21 juli 2012 på Wayback Machine // lenta.ru
7. ↑ Källa . Hämtad 20 juni 2013. Arkiverad från originalet 26 april 2020.  (obestämd)  (Engelsk)
8. ↑ Eric Swanson. Synpunkt: Nya partikeltips om fyrkvartsmateria  (obestämd)  // Fysik . - 2013. - T. 69 , nr 6 . - doi : 10.1103 . (Engelsk)  
9. ↑ R. Aaij et al. (LHCb-samarbete). Observation av struktur i J/ψ-parets masspektrum  (engelska)  // arXiv. - 2020. - arXiv : 2006.16957 .
10. ↑ Ny tetraquark en morrhår borta från stabilitet – CERN Courier . Hämtad 9 augusti 2021. Arkiverad från originalet 11 augusti 2021. (obestämd)
11. ↑ Alexey Poniatov En dubbelt charmad tetraquark upptäcktes Arkivexemplar daterad 7 oktober 2021 på Wayback Machine // Science and Life , 2021, nr 10. - sid. 2-5