En física de altas energías , un mesón escalar es un mesón con espín total 0 e incluso paridad (generalmente indicado como J P = 0 + ). Compare con el mesón pseudoescalar . Los primeros mesones escalares conocidos se han observado desde finales de la década de 1950, con observaciones de numerosos estados ligeros y estados más pesados que han proliferado desde la década de 1980. Los mesones escalares se observan con mayor frecuencia en la aniquilación protón-antiprotón, la desintegración radiativa de los mesones vectoriales y la dispersión mesón-mesón.
Grupos
Los mesones escalares ligeros (sin sabor) se pueden dividir en tres grupos:
- mesones que tienen una masa por debajo de 1 GeV / c 2
- mesones que tienen una masa entre 1 GeV / c 2 y 2 GeV / c 2
- otros mesones escalares sin sabor excitados radialmente por encima de 2 GeV / c 2
Rango de masa inferior
Desde finales de la década de 1950, los mesones escalares más ligeros a menudo se interpretaron dentro del marco del modelo sigma lineal , y muchos teóricos todavía eligen esta interpretación de los mesones escalares como socios quirales del multiplete de mesones pseudoescalares . [1]
Con la reintroducción del mesón σ como un candidato aceptable para un mesón escalar ligero en 1996 por Tornqvist y Roos, [2] se llevaron a cabo estudios en profundidad sobre los mesones escalares más ligeros con renovado interés. El "Grupo de datos de partículas" proporciona información actual sobre el estado experimental de varias partículas, incluidos los mesones escalares.
Desde que Jaffe sugirió por primera vez la existencia de multipletes tetraquark en 1977, [3] algunos teóricos han interpretado que los mesones escalares más ligeros son posibles estados tetraquark o "molécula" mesón-mesón. La interpretación del tetraquark funciona bien con el modelo MIT Bag de QCD , [4] donde se predice que los tetraquarks escalares tienen una masa menor que los mesones escalares convencionales. Esta imagen de los mesones escalares parece encajar bien en los resultados experimentales de ciertas maneras, pero a menudo recibe duras críticas por ignorar los problemas no resueltos con la ruptura de la simetría quiral y la posibilidad de un estado de vacío no trivial como sugiere Gribov. [5]
Se han realizado muchos intentos para determinar el contenido de quarks de los mesones escalares más ligeros; sin embargo, todavía no se ha llegado a un consenso.
Rango intermedio
Los estudios en profundidad de los mesones escalares sin sabor comenzaron con los experimentos Crystal Ball y Crystal Barrel de mediados de la década de 1990, centrándose en el rango de masa entre 1 GeV / c 2 y 2 GeV / c 2 .
Generalmente se cree que los mesones escalares en el rango de masa de 1 GeV / c 2 a 2 GeV / c 2 son estados quark-antiquark convencionales con excitación orbital L = 1 y excitación de espín S = 1, [6] aunque ocurren en un masa más alta de lo que cabría esperar en el marco de las divisiones de masa del acoplamiento espín-órbita . [7] También se espera que la bola de pegamento escalar [8] caiga en esta región de masa, apareciendo de manera similar a los mesones convencionales pero con características de desintegración muy distintivas. Los mesones escalares en el rango de masa por debajo de 1 GeV / c 2 son mucho más controvertidos y pueden interpretarse de diferentes maneras.
Rango de masa superior
Los mesones escalares más pesados contienen quarks encantadores y / o inferiores . Todos ocurren muy por encima de 2 GeV / c 2 y tienen masas bien separadas que los distinguen y simplifican sus análisis.
Lista
Confirmado
- K 0 * (1430)
Candidatos
- K 0 * (800) o κ
- f 0 (500) o σ
- f 0 (980)
- a 0 (980)
- f 0 (1370)
- f 0 (1500)
- f 0 (1710)
- a 0 (1450)
Resonancias no confirmadas
- X (1110)
- f 0 (1200-1600)
- f 0 1790
- X (1810)
Ver también
Referencias
- ^ Ishida, MI (1998). "Existencia de σ (600) -partícula y nueva nonet escalar quiral". Física Nuclear A . Elsevier BV. 629 (1–2): 148–151. arXiv : hep-ph / 9712231 . Código Bibliográfico : 1998NuPhA.629..148I . doi : 10.1016 / s0375-9474 (97) 00678-7 . ISSN 0375-9474 .
- ^ Törnqvist, Nils A .; Roos, Matts (4 de marzo de 1996). "Confirmación del Sigma Meson". Cartas de revisión física . 76 (10): 1575-1578. arXiv : hep-ph / 9511210 . Código Bibliográfico : 1996PhRvL..76.1575T . doi : 10.1103 / physrevlett.76.1575 . ISSN 0031-9007 . PMID 10060464 . S2CID 18607517 .
- ^ Jaffe, RJ (1 de enero de 1977). "Hadrones Multiquark. I. Fenomenología de Q2Q¯2mesons". Physical Review D . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 15 (1): 267–280. doi : 10.1103 / physrevd.15.267 . ISSN 0556-2821 .
- ^ K. Gottfried y V. Weisskopf, "Conceptos de física de partículas", Oxford University Press: Nueva York (1986), vol. II págs. 409-419
- ^ Gribov, Vladimir (1999). "La teoría del confinamiento de los quarks". El European Physical Diario C . 10 (1): 91-105. arXiv : hep-ph / 9902279 . Código Bibliográfico : 1999EPJC ... 10 ... 91G . doi : 10.1007 / s100529900052 . ISSN 1434-6044 . S2CID 5575418 .
- ^ Yao, WM Yao; et al. (Grupo de datos de partículas) (2006-07-01). "Revisión de la física de partículas" . Journal of Physics G: Física nuclear y de partículas . Publicación de IOP. 33 (1): 1–1232. Código bibliográfico : 2006JPhG ... 33 .... 1Y . doi : 10.1088 / 0954-3899 / 33/1/001 . ISSN 0954-3899 .
- ^ FE Close, "Introducción a Quarks y Partons", Academic Press: Nueva York (1979), págs. 88-89
- ^ Bali, GS; Schilling, K .; Hulsebos, A .; Irving, AC; Michael, C .; Stephenson, PW; et al. (UKQCD) (1993). "Un estudio de celosía completo de bolas de pegamento SU (3)" (PDF) . Physics Letters B . 309 (3–4): 378–384. arXiv : hep-lat / 9304012 . Código Bibliográfico : 1993PhLB..309..378B . doi : 10.1016 / 0370-2693 (93) 90948-h . ISSN 0370-2693 . S2CID 16751483 .