Las partículas XYZ , también conocidas como estados XYZ, son mesones pesados recientemente descubiertos cuyas propiedades no parecen ajustarse a la imagen estándar de los estados de charmonio y bottomonio . [1] Por tanto, son tipos de mesones exóticos . El término surge de los nombres dados a algunas de las primeras partículas descubiertas: X (3872) , Y (4260) y Z c (3900) , aunque desde entonces los símbolos X e Y han sido desaprobados por el Particle Data Group. [2]
Desde 2003, ha surgido una frontera para el Modelo Estándar (SM) a bajas energías a través del descubrimiento de partículas XYZ. La teoría bien establecida de la cromodinámica cuántica (QCD) es probada por muchos descubrimientos de charmonium exóticos desde que X (3872) se identificó por primera vez en el experimento de Belle en 2003. [3] El modelo básico de la física de hadrones es el ensamblaje de quarks en grupos. de 3 ( bariones ) o un par de quark y anti-quark ( mesones ). Un mesón con un quark encanto y un quark anti-encanto se llama charmonium , y los mismos paralelos con el quark bottom y bottomonium. Se han descubierto más de dos docenas de estados similares al charmonio y bottomonio previamente impredecibles, y la comprensión de la física del quarkonium pesado es indeterminada. [4] Los estados exóticos del Modelo Estándar previamente postulados podrían aplicarse a estas nuevas partículas únicas. Un estado propuesto es el estado híbrido de un quark, anti-quark y un gluón , a veces mencionado con quarks encantadores como charmonium excitado. También se propone un estado de quarks múltiples de 4 o más quarks ( tetraquark , pentaquark , etc.), así como un estado de múltiples mesones similar a una molécula. [5] [6] Si bien cada uno de estos tres tipos de estados ha tenido cierto éxito al explicar la partícula recién descubierta, no se ha encontrado una explicación completa.
El primer estado de charmonium con una masa impredecible fue X (3872) . La colaboración de Belle estaba buscando la desintegración B -> K π + π- J / ψ cuando descubrieron un pico en la energía invariante π + π- J / ψ en 3872 con números cuánticos JCP de 1 ++. X (3872) fue rápidamente confirmado por BaBar , CDF y D0 . La masa de X (3872) está cerca de la masa de DD * y lo convierte en un candidato como molécula de mesón o posible tetraquark. En 2005, la colaboración de BaBar encontró Y (4260) de la radiación del estado inicial también en π + π - J / ψproducción. De nuevo, una partícula similar al charmonio con un gran acoplamiento a los estados finales sin mesones encantadores abiertos. La búsqueda continua muestra una falta de observación en la sección transversal hadrónica inclusiva. La colaboración BES III en 2012 comenzó a tomar datos a 4260 MeV y pudo observar producción directa en lugar de desintegración de B o radiación de estado inicial para continuar el estudio con una mayor luminosidad. El estado Z c (3900) fue descubierto en BESIII en 2013.