Новости космоса и технологий. » Физика » Наблюдение структуры четырех чарм-кварков

Наблюдение структуры четырех чарм-кварков

Опубликовал: Admin, 12-11-2020, 01:01, Физика, 709, 0

Наблюдение структуры четырех чарм-кварков

Сильное взаимодействие - одна из фундаментальных сил природы, которая связывает кварки в адроны, такие как протон и нейтрон, строительные блоки атомов. Согласно кварковой модели, адроны могут быть образованы двумя или тремя кварками, называемыми мезонами и барионами соответственно, и все вместе называемыми обычными адронами. Модель кварков также допускает существование так называемых экзотических адронов, состоящих из четырех (тетракварки), пяти (пентакварки) или более кварков. Ожидается богатый спектр экзотических адронов, как и для обычных. Однако однозначного сигнала экзотических адронов не наблюдалось до 2003 г., когда состояние X (3872) было обнаружено в эксперименте Belle. В последующие годы было открыто еще несколько экзотических состояний. Для объяснения их свойств требуется наличие четырех составляющих кварков. Идентификация состояний пентакварков еще более трудна, и первые кандидаты были обнаружены в эксперименте LHCb в 2015 году. Все эти известные состояния содержат не более двух тяжелых кварков - кварк красоты или очаровательный кварк.

Недавно, изучая распределение инвариантных масс двух J /ψ-мезонов, рожденных в протон-протонные столкновения при энергиях центра масс до 13 ТэВ коллаборация LHCb наблюдала две структуры. Более узкая структура описывается как состояние адрона с массой около 6900 МэВ /c 2 , обозначается X (6900). Поскольку J /ψ-мезон содержит очарование (c) и кварк-античар (столбец {c}), новое состояние предполагает минимальное содержание кварков в ccbar {c} bar {c}, что делает его кандидатом в четырехколесный тетракварк. состояния. Другая структура, широкая и близкая к удвоенной массе покоя J /ψ, может быть связана с другим тетракварком большей ширины или комбинацией нескольких перекрывающихся состояний тетракварка.

«Очень интересно увидеть первое экспериментальное свидетельство четырехчарового тетракварка. Уникальный состав нового состояния делает его идеальной лабораторией для понимания Сильного взаимодействия Внутри адронов», - говорит физик LHCb. в секции INFN во Флоренции, Люпань Ан.

Пока квантовая хромодинамика (КХД) - это широко используемая теория для описания сильного взаимодействия, понимание внутренней структуры адрона пока невозможно из расчетов из первых принципов. Модели, приближающие КХД, вводятся для объяснения механизма связывания кварков в адроны. В молекулярной картине экзотическое состояние образовано двумя слабосвязанными обычными адронами, такими как дейтрон. Молекулярная структура в настоящее время является предпочтительной интерпретацией узких пентакварков, наблюдаемых LHCb и состоянием X (3872).

Однако ожидается, что адронные состояния, состоящие исключительно из тяжелых кварков, будут жестко ограниченными; например, тетракварк с четырьмя очарованиями обычно считается образованным cc-дикварком и abar {c} bar {c} -антидикварком, притягивающими друг друга. Модель cc-дикварка успешно предсказала массу бариона Ξcc ++, наблюдаемого LHCb в 2017 году. Перерассеяние известных адронов посредством сильного взаимодействия также возможно для создания структур, которые выглядят как адронное состояние. Природа вновь наблюдаемых четырехчармовых состояний еще не определена, хотя предпочтительна компактная тетракварковая интерпретация.

«Наблюдение LHCb открывает новое окно для исследований мультикварковой Адронной Спектроскопии. Дополнительные исследования как экспериментальных, так и теоретических физиков дадут возможность понять природу состояния четырех чармов», - говорит Янси Чжан, работая над исследованием Эксперимент LHCb в Пекинском университете.

«Если интерпретация четырех-тяжелых- Кварка Верна, ожидается, что полный спектр этих сильно связанных состояний будет обнаружен на основе данных, которые LHCb сможет собрать в ближайшем будущем. Измерения масс и ширины Эти состояния, которые могут быть предсказаны в КХД с относительно высокой точностью, обеспечат пробную проверку нашего понимания фундаментальных взаимодействий между адронами ", - добавляет Джакомо Грациани из INFN Florence.

LHCb - один из четырех крупных экспериментов, расположенных на самом мощном ускорителе элементарных частиц в мире, Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Эксперимент LHCb посвящен прецизионным измерениям частиц, содержащих очаровательные или прекрасные кварки, с целью изучения головоломки асимметрии материи и антивещества, поиска косвенных свидетельств новой физики и исследования сильного взаимодействия. В коллаборации участвуют более 1400 физиков и инженеров со всего мира.

«Это важный шаг вперед в изучении внутренней структуры и динамики адронов». сказал профессор Юаньнин Гао, руководитель китайской группы LHCb: «Эксперимент LHCb снова продемонстрировал свои возможности в спектроскопии тяжелых ароматов и будет продолжать вносить вклад в понимание сильного взаимодействия».

Сильное взаимодействие продолжает удивлять нас новыми структурами и новыми явлениями после нескольких десятилетий поисков и, несомненно, сделает это снова в будущем.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии