Экзотический мезон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Указаны возможные мезоны-тетракварки. Зеленый цвет обозначает состояния с изоспином I=0, фиолетовый I=1/2, красный I=1. По вертикальной оси отложены массы.

Некварковые модели мезонов включают:

1. экзотические мезоны, которые имеют набор квантовых чисел, невозможный в рамках кварковой модели.
2. глюболы или глюониум, которые вообще не содержат отдельных кварков
3. тетракварки, которые содержат две отдельные кварк-антикварковые пары
4. гибридные мезоны, которые содержат кварк-антикварковую пару и один или больше глюонов.

Все эти состояния могут быть классифицированы как мезоны, потому что они являются адронами и имеют нулевое барионное число. Глюболы должны быть ароматическими синглетами, то есть иметь нулевые изоспин, странность, очарование, прелесть и истинность. Как и остальные состояния частиц, они точно определяются квантовыми числами, которые являются простым представлением симметрии Пуанкаре, то есть J^PC (где J — момент импульса, P — внутренняя четность — инверсия, в частности, C — четность зарядового сопряжения), и массой. Также для точного определения используется изоспин I мезона.

Обычно каждый мезон в рамках кварковой модели появляется в виде SU(3) ароматического нонета — октет и ароматический синглет. Оказывается, что глюбол — дополнительная частица вне нонета. Вопреки кажущейся простоте счета определение любого полученного состояния как глюбола, тетракварка или гибридного мезона остается неясным и умозрительным даже сегодня. Даже когда существует согласие о том, что одно из нескольких состояний является одним из таких мезонов за рамками кварковой модели, степень смешивания и точная классификация связаны с неопределенностями. Также проводится значительная экспериментальная работа для определения квантовых чисел каждого состояния и проверки точности полученных результатов. В итоге все определния за рамками кварковой модели являются неопределенными и умозрительными. Ниже рассматривается подробнее ситуация на конец 2004 года.

[править] Сеточные предсказания

Предсказания сеточной КХД для глюболов довольно устойчивы, по крайней мере, когда не учитываются виртуальные кварки. Два самых низких (по массе) состояния:

0^{+ +} с массой 1611±163 МэВ

2^{+ +} с массой 2232±310 МэВ

0^{− +} и другие экзотические глюболы, как, например, 0^− −, по прогнозам лежат выше 2 ГэВ. Глюболы обязательно являются изоскалярами, то есть имеют изоспин I=0.

Все гибридные мезоны основного состояния -0^− +, 1^− +, 1^{− −} и 2^{− +} — лежат немного ниже 2 ГэВ. Гибридный мезон с экзотическими квантовыми числами 1^{− +} находится на 1.9±0.2 ГэВ. Лучшие сеточные вычисления не упоминают о смешанных мезонных состояниях, поскольку сделаны без учета виртуальных кварков.

[править] 0^{+ +} состояния

Пока что выявлены пять изоскалярных резонансов:

f₀(600), f₀(980), f₀(1370), f₀(1500) и f₀(1710)

Из них f₀(600) обычно определяется как σ из хиральных моделей. Рождение и распад f₀(1710) очевидно показывают, что он также является мезоном.

[править] Кандитат на классификацию как глюбол

f₀(1370) и f₀(1500) не могут являться мезонами в рамках кварковой модели, поскольку один из них — дополнительная частица к мезонному нонету. Рождение состояния с большей массой в 2 фотонных реакциях, таких, как реакции 2γ → 2π или 2γ → 2K, не наблюдается. Распады также дают некоторые основания полагать, что один из них является глюболом.

[править] Кандидат на классификацию как тетракварк

f₀(980) определяется некоторыми учеными как мезон-тетракварк вместе с I=1 состояниями a₀(980) и κ₀(800). Два долгоживущих («узких» на жаргоне спектроскопии элементарных частиц) состояния: скалярное (0⁺⁺) состояние D_sJ(2317)^*± и векторный(1⁺) мезон D_sJ(2460)^*±, обнаруженные в CLEO и BaBar, также иногда определяются как состояния тетракварка. Однако для этих примеров возможны и другие объяснения.

[править] 2^{+ +} состояния

Определенно обнаружены два изоскалярных состояния — f₂(1270) и f'₂(1525). Другие состояния пока обнаружены не были. Поэтому трудно сказать больше об этих состояниях.

[править] 1^{− +} экзотические и другие состояния

Два изовекторных экзотических состояния π₁(1400) и π₁(1600) установлены точными экспериментами. Они определенно не глюболы, но могут быть тетракварками или гибридными мезонами.

0^{− +} π(1800), 1^{− −} ρ(1900) and the 2^{− +} η_2<(1870) — довольно хорошо определенные состояния, которые иногда классифицируются как гибридные мезоны. Если такая классификация верна, то она хорошо согласуется с сеточными вычислениями, которые поместили несколько гибридных мезонов в этот диапазон масс.

[править] См. также

• Кварковая модель, мезоны, барионы, кварки и глюоны
• Экзотические адроны и экзотические барионы
• Квантовая хромодинамика, аромат и КХД вакуум
• Тетракварк