Los mesones exóticos son mesones que tienen números cuánticos que no son posibles en el modelo de quarks ; Algunas propuestas para mesones modelo de quark no estándar podrían ser:
- bolas de pegamento o gluonio
- Las bolas de pegamento no tienen quarks de valencia en absoluto.
- tetraquarks
- Los tetraquarks tienen dos pares de quark-antiquark de valencia.
- mesones híbridos
- Los mesones híbridos contienen un par de quark-antiquark de valencia y uno o más gluones .
Todos los mesones exóticos se clasifican como mesones porque son hadrones y tienen un número de bariones cero . De estos, deben ser glueballs singletes de sabor - es decir, debe tener cero isospín , extrañeza , encanto , bottomness y topness . Como todos los estados de partículas, los mesones exóticos están especificados por los números cuánticos que etiquetan las representaciones de la simetría de Poincaré , qe, por la masa (entre paréntesis) y por J PC , donde J es el momento angular , P es la paridad intrínseca , y C es la paridad de conjugación de carga ; También se suele especificar la isospina I del mesón. Por lo general, cada mesón modelo de quark viene en SU (3) sabor nonet: un octeto y un singlete de sabor asociado. Una bola de pegamento aparece como una partícula extra ( supernumeraria ) fuera del nonet.
A pesar de este conteo aparentemente simple, la asignación de cualquier estado dado como una bola de pegamento, tetraquark o híbrido sigue siendo tentativa incluso hoy en día, de ahí la preferencia por el término más genérico mesón exótico . Incluso cuando hay acuerdo en que uno de varios estados es uno de estos mesones modelo no quarks , el grado de mezcla y la asignación precisa están plagados de incertidumbres. También existe el considerable trabajo experimental de asignar números cuánticos a cada estado y verificarlos en otros experimentos. Como resultado, todas las asignaciones fuera del modelo de quark son provisionales. En el resto de este artículo se describe la situación tal como estaba a fines de 2004.
Predicciones de celosía
Las predicciones de Lattice QCD para las bolas de pegamento ahora están bastante establecidas, al menos cuando se descuidan los quarks virtuales . Los dos estados más bajos son
- 0 ++ con masa de 1611 ± 163 MeV / c 2 y
- 2 ++ con masa de 2232 ± 310 MeV / c 2
Se espera que el 0 - + y las bolas de pegamento exóticas como 0 −− estén por encima2 GeV / c 2 . Las bolas de pegamento son necesariamente isoscalares, con isospin I = 0.
Los mesones híbridos del estado fundamental 0 - + , 1 - + , 1 −− y 2 - + se encuentran un poco por debajo2 GeV / c 2 . El híbrido con exóticos números cuánticos 1 - + está en1,9 ± 0,2 GeV / c 2 . Los mejores cálculos de celosía hasta la fecha se realizan en la aproximación apagada , que ignora los bucles de quarks virtuales . Como resultado, estos cálculos no se mezclan con los estados del mesón.
Los estados 0 ++
Los datos muestran cinco resonancias isoscalares: f 0 (500), f 0 (980), f 0 (1370), f 0 (1500) y f 0 (1710). De estos, el f 0 (500) generalmente se identifica con el σ de los modelos quirales . Las desintegraciones y la producción de f 0 (1710) dan una fuerte evidencia de que también es un mesón.
Candidato de Glueball
El f 0 (1370) y f 0 (1500) no puede ser a la vez un mesón modelo quark, porque uno es supernumerario . La producción del estado de masa superior en dos reacciones de fotones como las reacciones 2γ → 2π o 2γ → 2K está altamente suprimida. Las desintegraciones también dan alguna evidencia de que una de estas podría ser una bola de pegamento.
Candidato a tetraquark
El f 0 (980) ha sido identificado por algunos autores como un mesón tetraquark, junto con las I = 1 estados un 0 (980) y κ 0 (800). Dos estados de larga duración ( estrechos en la jerga de la espectroscopia de partículas): el estado escalar (0 ++ )
D* ±
s J(2317) y el mesón del vector (1 + )
D* ±
s J(2460), observados en CLEO y BaBar , también se han identificado tentativamente como estados tetraquark. Sin embargo, para estos, son posibles otras explicaciones.
Los estados 2 ++
Definitivamente se identifican dos estados isoscalares: f 2 (1270) y el f 2 ′ (1525). Ningún otro estado ha sido identificado de manera consistente en todos los experimentos. Por tanto, es difícil decir más sobre estos estados.
Los 1 - + exóticos y otros estados
Los dos isovectores exóticos π 1 (1400) y π 1 (1600) parecen estar bien establecidos experimentalmente. [1] [2] [3] Un análisis reciente de canales acoplados ha demostrado que estos estados, que inicialmente se consideraron separados, son consistentes con un solo polo. Un segundo estado exótico está desfavorecido. [4] Se favorece la asignación de estos estados como híbridos. Los cálculos de celosía QCD muestran que el π 1 más ligero con 1 - + números cuánticos tiene una fuerte superposición con los operadores que presentan la construcción gluónica. [5]
El π (1800) 0 - + , ρ (1900) 1 −− y el η 2 (1870) 2 - + son estados bastante bien identificados, que algunos autores han identificado tentativamente como híbridos. Si esta identificación es correcta, entonces es una concordancia notable con los cálculos de celosía, que colocan varios híbridos en este rango de masas.
Ver también
- Modelo de quark , mesones , bariones , quarks y gluones
- Hadrones exóticos y bariones exóticos
- Cromodinámica cuántica , sabor y vacío QCD
- GlueX , un experimento que explorará el espectro de bolas de pegamento y mesones exóticos
Referencias
- ^ Alekseev, MG; Alexakhin, V.Yu .; Alexandrov, Yu .; Alexeev, GD; Amoroso, A .; Austregesilo, A .; et al. (2018). "Observación de una J PC = 1 - + resonancia exótica en disociación difractiva de 190 GeV / c² π - en π - π - π + ". Cartas de revisión física . 104 (24): 092003. arXiv : 1802.05913 . doi : 10.1103 / PhysRevLett.104.241803 . PMID 20867295 . S2CID 24961203 .
- ^ Aghasyan, M .; Alexeev, MG; Alexeev, GD; Amoroso, A .; Andrieux, V .; Anfimov, NV; et al. (2018). "Resonancias de isovectores ligeros en π - p → π - π - π + p a 190 GeV / c²". Physical Review D . 98 (9): 241803. arXiv : 0910.5842 . doi : 10.1103 / PhysRevD.98.092003 . S2CID 119247683 .
- ^ Adolph, C .; Akhunzyanov, R .; Alexeev, MG; Alexeev, GD; Amoroso, A .; Andrieux, V .; et al. (2015). "Ondas parciales pares e impares de ηπ - y η′π - en π - p → η (′) π - p a 191 GeV / c²". Physics Letters B . 740 : 303–311. arXiv : 1408.4286 . doi : 10.1016 / j.physletb.2014.11.058 .
- ^ Rodas, A .; Pilloni, A .; Albaladejo, M .; Fernández-Ramírez, C .; Jackura, A .; Mathieu, V .; et al. (Centro Conjunto de Análisis de Física) (2019). "Determinación de la posición polar del candidato mesón híbrido más ligero". Cartas de revisión física . 122 (4): 042002. arXiv : 1810.04171 . Código Bibliográfico : 2019PhRvL.122d2002R . doi : 10.1103 / PhysRevLett.122.042002 . PMID 30768338 . S2CID 73455324 .
- ^ Dudek, Jozef J .; Edwards, Robert G .; Guo, Peng; Thomas, Christopher E. (2013). "Hacia el espectro del mesón isoscalar excitado de la red QCD". Physical Review D . 88 (9): 094505. arXiv : 1309.2608 . Código Bibliográfico : 2013PhRvD..88i4505D . doi : 10.1103 / PhysRevD.88.094505 . S2CID 62879574 .
Otras lecturas
- Yao, W.-M .; et al. ( Grupo de datos de partículas ) (2006). "Revisión de la física de partículas: mesones q no q " (PDF) . Journal of Physics G . 33 : 1. arXiv : astro-ph / 0601168 . Código bibliográfico : 2006JPhG ... 33 .... 1Y . doi : 10.1088 / 0954-3899 / 33/1/001 .