Окончательно открыт тетракварк!

[Munin]

Ученые подтвердили существование экзотических адронов

Перевод новости из Sciencedaily:
https://vk.com/wall-29534144_1314727?w= ... 4_47030082

Цитата:

LHCb весь предыдущий год внимательно изучала собственные данные по частице и наконец подтвердила, что Z(4430) существует и является экзотическим адроном.

Новость - примерно такой же важности, что и открытие бозона Хиггса. (И уж по крайней мере важнее, чем открытие $t$-кварка и $\tau$-нейтрино.) Сегодняшний День 7 апреля 2014 войдёт в историю.

Пояснения:

Адроны - это частицы, которые состоят из кварков (и глюонов), точно так же, как атомы состоят из ядер и электронов. Электроны привязаны к ядрам электромагнитным взаимодействием, а кварки в адронах связаны цветовым взаимодействием. Атом в целом электронейтрален, а адрон в целом бесцветен. Точно так же, как атомы бывают разных типов в зависимости от количества электронов (химические элементы), адроны бывают разных типов в зависимости от количества кварков и антикварков:
- барионы $qqq$
- мезоны $q\bar{q}$
Например, хорошо известные протоны и нейтроны - это барионы, а $\pi$-мезон (на жаргоне "пион") - это мезон. Раньше ещё $\mu$-лептон (мюон) называли $\mu$-мезоном, но потом названия уточнили, и это стало неправильно - $\mu$ вообще не адрон, а отдельная фундаментальная частица, внутри него нет кварков.

Традиционная картина сильного взаимодействия указывала на то, что кроме адронов типа $qqq$ и типа $q\bar{q},$ должны быть адроны многих других типов: $(g)$ (глюбол), $qq\bar{q}\bar{q}$ (тетракварк), $qqqq\bar{q}$ (пентакварк), $qqqqqq$ и $qqq\bar{q}\bar{q}\bar{q}$ (гексакварк), и вообще $q^{m+3n}\bar{q}^{m}$ для любых целых чисел $m,n\geqslant 0.$ Это просто следует из условий бесцветности адрона, а никаких других условий на состав адрона нет.

Теория говорила, что они должны быть, а эксперимент - наоборот, твердил, что бывают исключительно два типа. Точнее, эксперимент сначала говорил: "вот вам нечто (пик на графике), изучайте", и получалось, что либо пик - это известный тип (барион либо мезон), либо изучать его трудно. Уже с начала 2000-х появились первые "кандидаты в экзотические адроны" - частицы, которые стали подозревать на то, что они являются глюболами, тетракварками, пентакварками, - но сказать о них уверенно что-то определённое не получалось. И вот наконец, статистика изучения одного из таких кандидатов перевалила через критический уровень, и картина мира официально расширена :-)

Поздравляю всех с праздником!!!

[DimaM]

Ура!
Ждем пентакварка, чтоб и фермионы новые появились.

[longstreet]

Неделю назад уже встречал сабж (http://postnauka.ru/faq/25417), но ничего статейного или перворучного не читал.
Munin, может у Вас есть такая ссылка?

-- 22.04.2014, 14:53 --

Munin в сообщении #853002 писал(а):

Сегодняшний день войдёт в историю.

Точно сегодняшний? Гугол на "Tetraquark existence is confirmed" выдаёт новости позавчерашнего дня, 20-ого числа.

[Ms-dos4]

longstreet
Как вариант можно прочитать отчёт ЦЕРНа здесь и здесь (arXiv)

[Dr.RichardFeynman]

По-моему разница в день-два не так важна. Сам факт! Здорово, товарищи! Поздравляю)

[Corund]

Супер :)

зы. дробный электрический заряд адрона не может же получиться, даже если больше никаких ограничений нет, кроме бесцветности?

[Munin]

Corund в сообщении #853025 писал(а):

зы. дробный электрический заряд адрона не может же получиться, даже если больше никаких ограничений нет, кроме бесцветности?

Да. Заряды кварков:
\begin{tabular}{|c|c|c|c|} \hline $\vphantom{\Bigl(}\bar{U}$&$D$&$\bar{D}$&$U$\\ \hline $\vphantom{\Bigl(}{-\tfrac{2}{3}}$&$-\tfrac{1}{3}$&$\tfrac{1}{3}$&$\tfrac{2}{3}$\\ \hline \end{tabular}
(где $U=u,c,t,\quad D=d,s,b$), так что любые $qqq$ дадут целое число (и анти-вариант $\bar{q}\bar{q}\bar{q}$ тоже), любые $q\bar{q}$ дадут целое число, а все бесцветные варианты требуют (произвольного) сочетания именно таких составов.

Глюоны имеют цветные заряды, но не имеют электрических. Так что глюбол должен состоять из какого-то сочетания глюонов (нефиксированного), так чтобы цвет был белым, но электрического заряда иметь не может. Глюонная компонента других адронов может быть цветной (если сами кварки не в белом состоянии), но тоже электрического заряда не добавляют.

[venco]

Munin в сообщении #853055 писал(а):

Глюонная компонента других адронов может быть цветной (если сами кварки не в белом состоянии), но тоже электрического заряда не добавляют.

А в этом случае разве суммарный заряд кварков не может быть нецелым?

[Munin]

Так, как бы это сказать... Глюоны - цветные, но в том смысле, что каждый один глюон несёт цвет и антицвет. Поэтому, чтобы комбинация кварков и глюонов была белой, всё равно кварков должно быть столько же, сколько антикварков (чтобы каждый цвет был скомпенсирован антицветом), или отличаться на 3 (когда три цвета вместе дают белый). А это даёт такие же правила для электрических зарядов, как и без учёта глюонов.

[venco]

Спасибо. Про двуцветность глюонов я читал, но забыл.