tetrakvarki ที่แตกต่างกันดังกล่าว• Igor Ivanov •งานที่เป็นที่นิยมทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับ "Elements" •ฟิสิกส์

Tetraquark ที่ต่างกัน

งาน

เมื่อเร็ว ๆ นี้การทำงานร่วมกันของ LHCb ที่ Large Hadron Collider ได้รับผลที่สำคัญสองอย่างในฟิสิกส์ของ Hadron multiquark เมื่อปีที่แล้วเธอได้พิสูจน์ความเป็นจริงของ tetraquark Z (4430) ด้วยองค์ประกอบของควาร์ก \ ([u \ bar % c \ bar %] \ n (รูปที่ 1, ซ้าย) และเพิ่งประกาศเปิด Pentaquark P(4450), อนุภาคที่มีองค์ประกอบ \ ([uudc \ bar %] \) ในศัพท์แสงทั้งสองของอนุภาคเหล่านี้เรียกว่า hadrons ที่มีเสน่ห์ซ่อนไว้พวกมันมีควาร์กอันน่าหลงใหลและ antiquark เดียวกันและจากลักษณะพิเศษของ quark ที่มีเสน่ห์เหล่านี้จะปรับระดับ อย่างไรก็ตามควาร์ก c จะหนักและมีผลต่อมวลรวมของฮาร์รอนเหล่านี้

หนึ่งสามารถจินตนาการอีกรูปแบบของรัฐหลายรัฐประมาณมวลเดียวกัน แทนที่จะเป็นคู่ของ c-anti-c พวกเขาจะรวมสอง quarks เสน่ห์ (หรือสอง antiquark เสน่ห์) เหล่านี้เป็นเช่น tetraquark คู่เสน่ห์ของรูปแบบ \ ([บาร์ u \ bar d c c] \) (รูปที่ 1 ขวา) และ pentaquark \ ([u \ bar ud cc] \) อนุภาคเหล่านี้ยังไม่เปิดทดลอง แต่ไม่มีอะไรป้องกันไม่ให้พวกเขาจากการศึกษาตามหลักวิชา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหนึ่งอาจถาม: คุณสมบัติของ hadrons หลายควอร์คประมาณมวลเดียวกันกับคู่และมีเสน่ห์ที่ซ่อนอยู่จะเกี่ยวข้องกับแต่ละอื่น ๆ ?

มะเดื่อ 1 สอง tetraquark ประมาณมวลเดียวกันแต่ละที่มีสองควาร์กหนักและสอง: tetraquark ที่มีเสน่ห์ซ่อน (ด้านซ้าย) และ tetracvark เสน่ห์สองครั้ง (ด้านขวา)

พิสูจน์มันtetraquark คู่ที่น่าหลงใหลควรจะทนต่อการสลายตัวมากกว่า tetraquark ด้วยเสน่ห์ที่ซ่อนอยู่ ค้นพบไม่ว่าอาร์กิวเมนต์เดียวกันจะใช้ได้กับ pentaquark หรือไม่


เคล็ดลับ 1

Tetraquark เกิดและเน่าเสียเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง การสลายตัวของมันเป็นเพียงการจัดเรียงใหม่ของควาร์กออกเป็นสอง mesons ซึ่งจะบินไป; ควาร์กตัวเองไม่เปลี่ยนชนิดของพวกเขา ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าเหตุใดการจัดเรียงใหม่และการขยายตัวจึงเป็นเรื่องยากสำหรับ tetraquark สองครั้งที่หลงเสน่ห์เมื่อเทียบกับเพื่อนที่ซ่อนตัวหลงใหล และสำหรับเรื่องนี้คุณจำเป็นต้องคิดเกี่ยวกับสิ่งที่บังคับกระทำระหว่างควาร์กเช่นเดียวกับสิ่งที่และวิธีการอิทธิพลมวลขนาดใหญ่ของพวกเขา


เคล็ดลับ 2

มะเดื่อ 2 สองควาร์กมีปฏิสัมพันธ์กันผ่านการแลกเปลี่ยนกลูออนโดยการเปรียบเทียบกับค่าไฟฟ้าที่มีต่อกันผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอน จากบทความโครโมโมไดนามิกควอนตัม

แม้ว่ากองกำลังที่รวมกันของควาร์กเข้าสู่ฮาร์รอนค่อนข้างซับซ้อนคุณลักษณะบางอย่างของการปฏิสัมพันธ์สามารถเห็นได้โดยการเปรียบเทียบกับพลศาสตร์ทั่วไปโดยมีกฎหมายว่าด้วยการดึงดูดและการขับไล่ค่าใช้จ่าย การเปรียบเทียบนี้แน่นอนไม่ถูกต้องดังนั้นในบางจุดคุณจะต้องหยุด แต่จะช่วยให้เข้าใจรูปแบบเดียว และเพื่อที่จะใช้ความคล้ายคลึงกันนี้จะเป็นประโยชน์ในการอ่านงานอีกครั้งจัดระเบียบไฮโดรเจนและไฮโดรเจน


การตัดสิน

เราหมายถึงควาร์กแสงโดยใช้สัญลักษณ์ร่วม \ (q \) และที่คั่นด้วย \ (Q \); antiquarks ตามปกติจะแสดงด้วยเครื่องหมายขีดกลาง: \ (\ bar q \) และ \ (\ bar Q \) ถ้าเรามีทั้งสองร่วมกับควาร์กหนักและสองและการสลายตัวไปเป็นคู่แล้วทั้งสองควาร์กหนักสามารถบินหนีไปด้วยกันหรือแยกกัน ในกรณีของ tetraquark ที่มีเสน่ห์ซ่อน \ ([q \ bar q Q bar \] \) การสลายตัวทั้งสองเป็นไปได้: \ ([q \ bar Q] + [Q \ bar q] \) และ \ ([q \ bar q] + [Q \ bar Q] \) ในกรณีของ tetraquark คู่เสน่ห์เพียงตัวแปรแรกเป็นไปได้: \ ([Q \ bar q] + [Q \ bar q] \) ตัวแปรที่สองเป็นไปไม่ได้เพราะสอง quarks ไม่สามารถสร้าง meson; มันต้องมีควาร์กและ antiquark บางชนิด

ตอนนี้เราเปรียบเทียบการสลายตัวที่สอง: \ ([q \ bar Q] + [Q \ bar q] \) และ \ ([q q bar q] + [Q \ bar Q] \) จากการแก้ปัญหาเรื่องการปรับปรุงใหม่เรารู้แล้วว่าความสลายตัวที่สองเป็นสิ่งที่ดีมันสร้างระบบที่ถูกผูกไว้ของอนุภาคหนักสองอันซึ่งมีขนาดเล็กกว่า \ (q q bar) หรือ \ (q q bar q) \) ดังนั้นจึงมีพลังงานที่มีผลผูกพันสูงกว่า ในคำอื่น ๆ การปรากฏตัว \ ([Q \ bar Q] \) meson ทำให้การสลายตัว \ ([q q bar q] + [Q \ bar Q] \) มีค่ามากกว่า \ ([q \ bar Q] + [Q \ bar q] \)

สำหรับ tetraquark แบบ double-enchanted การสลายตัวที่ประหยัดพลังงานนี้เป็นไปไม่ได้ ดังนั้น tetraquark ดังกล่าวจะสลายตัวลงในระบบที่ไม่สะดวกซึ่งทำให้ยากสำหรับการสลายตัว เป็นผลให้ปรากฎว่าทุกสิ่งเท่ากัน tetraquark สองครั้งที่มีเสน่ห์จะมีชีวิตอยู่ได้นานกว่า tetraquark ที่มีเสน่ห์ซ่อนอยู่ แน่นอนการมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงภายในฮาดรรอนได้ปรับเปลี่ยนภาพลักษณ์นี้อย่างน้อยหนึ่งภาพ แต่อย่างน้อยที่สุดแนวโน้มทั่วไปที่อธิบายไว้ในที่นี้จะต้องมีอยู่

เพื่อเตือนคำถามที่เป็นไปได้ควรชี้แจงว่าในที่เดียวการคลาดเคลื่อนทางไฟฟ้าสถิตล้มเหลว ใน electrostatics สองควาร์กที่เหมือนกัน (นั่นคือเหมือนค่าใช้จ่าย) จะถูกขับไล่เสมอและคู่ควาร์ค – แอนตาร์กัก (นั่นคือไม่เหมือนกับค่าใช้จ่าย) ดึงดูด ในกรณีของการมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงรูปแบบมีความซับซ้อนมากขึ้น: ทั้งหมดขึ้นอยู่กับชนิดของ "สี" ควาร์กที่มีโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งทั้งสองควาร์กและควาร์กคู่ antiquark จะดึงดูดให้แต่ละอื่น ๆ ดังนั้นบทเรียนที่ได้จากปัญหาไฟฟ้าสถิตสามารถนำมาใช้ได้ทั้งสองกรณี

ในกรณีของ pentaquark เปิดโอกาสให้เปิดโอกาสมากขึ้นดังนั้นรูปแบบที่สังเกตไม่ได้ การรวมกันของ \ ([qqq Q \ bar Q] \) สามารถแบ่งออกเป็นคู่ baryon-meson \ ([qqq] + [Q \ bar Q] \) หรือ \ ([qqQ] + [q \ bar Q] \) และ การสลายตัวครั้งแรกมีความกระปรี้กระเปร่ามากขึ้นเนื่องจากมี meson หนักขนาดกะทัดรัด (qQQ) + [q \ bar q] \) และเมื่อ \ ([qqQ] + [Q \ qqQ] \ n " แถบ q] \) ความสัมพันธ์ใกล้ชิดของสองควาร์กหนักในกรณีนี้เป็นไปได้เพราะควาร์กที่สามช่วยให้พวกเขารวมกันใน baryon (อนุภาคที่มีองค์ประกอบ \ (dcc \) นี้แสดง \ (\ Xi_ % ^ + \) โดยวิธีการที่มีคำแนะนำการทดลองใน การดำรงอยู่ของมัน)


เล่ม

ฟิสิกส์ของฮาร์รอนหลายควอร์เป็นพื้นที่ที่ยากมากที่จะทำการวิจัย ความยากลำบากหลักคือการทดลอง: จำเป็นต้องจัดระเบียบสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการชนเพื่อสร้างฮาร์รอนหลายควาร์กแล้วจดจำการสลายตัวของมัน แต่แม้ในกรณีที่หาได้ยากเมื่อการปรากฏตัวขององค์ประกอบหลายแห่งได้รับการยืนยันแล้วมันเป็นเรื่องยากที่จะคิดได้ว่าโครงสร้างของอนุภาคมีลักษณะอย่างไรบ้างไม่ว่าจะเป็นสถานะของซ็อคควอร์กที่มีอยู่ใน "เปลือก" ทั่วไปหรือเพียงแค่โมเลกุลของฮารอนที่เชื่อมโยงกันด้วยระบบสองเมกอน

เนื่องจากมีข้อมูลการทดลองที่เชื่อถือได้และการตีความที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปเกือบทั้งหมดแถลงการณ์เกี่ยวกับพวกเขายังคงถูกสร้างขึ้นโดยนักทฤษฎี ตัวอย่างที่วิเคราะห์ที่นี่ – เสถียรภาพที่เพิ่มขึ้นของ tetraquark เสน่ห์สองครั้ง – ยังเป็นที่คาดการณ์ทางทฤษฎี แต่ยังไม่ได้รับการทดลองทดลองปรากฏการณ์ มันได้รับไม่เพียง แต่ในระดับของเหตุผลเชิงคุณภาพเช่นเดียวกับในปัญหานี้ แต่ยังด้วยความช่วยเหลือของการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขที่ซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ของควาร์ก หนึ่งในบทความล่าสุดในหัวข้อนี้คือ preprint ซึ่งปรากฏในเดือนพฤษภาคมของปีนี้ซึ่งมีการตรวจสอบรายละเอียดของการดำรงอยู่และความมั่นคงของ tetraquark หนักเช่นเดียวกับ b-quarks แทน c-quarks (รูปที่ 3)

มะเดื่อ 3 Schematic แทนการกำหนดค่า quark ใน tetraquark \ (qq \ bar b \ bar b \) พื้นที่เพาะปลูก – โซนของการกระจายและการกระทำของควาร์กแสง, พื้นที่สีชมพู – พื้นที่ของการกระจายและการกระทำของ b-quarks เส้นสีแดง เงื่อนไขแสดงรูปทรงเรขาคณิตของท่อสนามกำลังทำหน้าที่ระหว่างควาร์ก ตัวเลข "3" ที่ทำเครื่องหมายไว้ในภาพแสดงให้เห็นถึงสถานะสีของควาร์กและคู่ของพวกเขา ภาพจากบทความ arXiv: 1505.00613


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: