Hadrony egzotyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Hadrony egzotyczne – grupa hadronów, czyli cząstek oddziałujących silnie, które nie są mezonami złożonymi z pary kwark-antykwark, ani barionami złożonymi z trzech kwarków. W kilku eksperymentach prowadzonych na początku XXI wieku wychwycone zostały sygnały, które można przypisać istnieniu hadronów egzotycznych[1]. Pierwszą cząstką tego rodzaju, której istnienie potwierdzono z wysokim poziomem prawdopodobieństwa, jest Z(4430)[2], złożona z dwóch kwarków i dwóch antykwarków[2].

Mezony egzotyczne[edytuj | edytuj kod]

Do tej grupy zaliczane są hadrony egzotyczne o liczbie barionowej równej zero. Należą do nich rezonanse mezonowe, takie jak tetrakwark Z(4430)[2]. Także hipotetyczne kule gluonowe (ang. glueball), pozbawione kwarków walencyjnych, charakteryzują się zerową liczbą barionową. Możliwe są również twory złożone z kilku kwarków i wzbudzonych gluonów[1].

Cząstka Z(4430)- została zarejestrowana po raz pierwszy w 2007 roku, w eksperymencie Belle w Japonii; wstępne analizy wyników spotkały się z sceptycyzmem, a nawet krytyką ze strony części środowiska naukowego. W kilka lat później eksperyment BaBar, zlokalizowany w Stanford Linear Accelerator Center, przyniósł więcej danych, jednak ani nie potwierdzając, ani nie zaprzeczając wynikom Belle Collaboration. Ostateczny dowód istnienia cząstki przyniosły analizy dziesiątków tysięcy rozpadów mezonów w eksperymencie LHCb w laboratorium CERN, dokonane przez zespół prof. Tomasza Skwarnickiego[3].

Zc(3900), o której istnieniu doniesiono w 2013 roku, jest prawdopodobnie inną cząstką tego rodzaju[4][5].

Cząstka Y(4140) odkryta w Fermilabie w 2009 jest inną cząstką, która może należeć do tej klasy[6].

Bariony egzotyczne[edytuj | edytuj kod]

Hadrony o niezerowej liczbie barionowej, posiadające inną liczbę kwarków (albo antykwarków) walencyjnych niż trzy, nazywane są barionami egzotycznymi. Pod względem składu mogą do nich przynależeć m.in. pentakwarki i dibariony.

W 2003 roku pojawiły się informacje o możliwym odkryciu pentakwarka Θ+. Bardziej precyzyjne dane zebrane w Jefferson Lab w 2004 roku nie potwierdziły jednak tego odkrycia[7]. W 2014 roku Forschungszentrum Jülich uzyskało sygnał wskazujący na powstanie dibarionu d*, cząstki złożonej z sześciu kwarków, chociaż natura tego obiektu nie jest jasna - nie wiadomo czy jest to pojedyncza cząstka, czy też układ złożony z dwóch silnie oddziałujących hadronów[8].

W 2015 roku eksperyment LHCb wykazał z wysokim poziomem prawdopodobieństwa występowanie pentakwarków Pc, jako etapów pośrednich w rozpadach barionów pięknych[9].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b Note on non-q qbar mesons. „Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics”. 33, 2006. Particle Data Group. 
  2. a b c Cian O'Luanaigh: LHCb confirms existence of exotic hadrons (ang.). CERN, 2014-04-09. [dostęp 2014-04-13]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-04-10)].
  3. SU professors test boundaries of 'new physics' with discovery of 4-quark hadron (ang.). W: EurekAlert! [on-line]. Uniwersytet Syracuse, 2014-04-10. [dostęp 2014-04-13].
  4. Pauline Gagnon: Major harvest of four-leaf clover (ang.). Quantum Diaries, 2014-04-09. [dostęp 2014-04-13].
  5. Devin Powell. Quark quartet opens fresh vista on matter. „Nature”. 498, s. 280–281, 2013-06-20. DOI: 10.1038/498280a (ang.). 
  6. Anne Minard: New Particle Throws Monkeywrench in Particle Physics (ang.). Universe Today, 2009-03-18. [dostęp 2014-04-13].
  7. Higher Precision Analysis Doesn't Yield Pentaquark. Jefferson Lab, 2005-06-01. [dostęp 2014-04-13].
  8. Exotic Particle Confirmed. COSY accelerator: quarks in six-packs (ang. • niem.). Forschungszentrum Jülich, 2014-05-23. [dostęp 2014-06-07].
  9. CERN’s LHCb experiment reports observation of exotic pentaquark particles. CERN, 2015-07-14. [dostęp 2015-07-14].