Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Кварконій



План:


Введення

Кварконій - вид мезона, що складається з кварка і антикварка одного і того ж аромату [1]. Прикладами таких часток є J / ψ -Мезон (стан чармонія, c c ) І Υ -Мезон (стан боттомонія, b b ). Реальне пов'язане стан t-кварка і антикварка - топонім, або тета-мезон - не існує, оскільки t-кварк розпадається шляхом слабкої взаємодії перш, ніж може сформуватися пов'язане стан (однак може існувати віртуальна пара t t ). Зазвичай термін "кварконій" вживається тільки стосовно до важким ароматам. Це пов'язано з тим, що фізичні стану легенів кварків ( u, d і s), спостережувані в експерименті, являють собою квантово-механічні суперпозиції всіх ароматів. Велике розбіжність у масах зачарованої і чарівного кварків і легких ароматів призводить до того, що стан перших добре описуються в термінах кварк-антікваркових пар одного аромату.


1. Стану чармонія

У представленій таблиці одні й ті ж частинки можуть бути названі з використанням спектроскопічної нотації або шляхом зазначення їх маси. У деяких випадках використовуються серії збуджень: Ψ ' - Перше збудження Ψ (Історично цей стан називається J / ψ ), Ψ " - Друге збудження і т. д.

Деякі стану передбачені, але поки не виявлені; інші не підтверджені. Квантові числа частинки X (3872) невідомі, з приводу її структури йде дискусія. Це може бути

  • кандидат у стан 1 1 D 2;
  • гібридне стан чармонія;
  • молекула D ^ 0 \ bar D ^ {* 0}.

У 2005 р. в експерименті BaBar оголосили про відкриття нового стану Y (4260). [2] [3] Експерименти CLEO і Belle також підтвердили його існування. Спочатку вважалося, що цей стан чармонія, однак є свідчення більш екзотичної природи цієї частки, наприклад молекула D-мезонів, система 4-х кварків або гібридний мезон.

Терм n 2 S + 1 L J I G ( J P C) Частка Маса (МеВ / c ) [1]
1 січня S 0 0 + (0 - +) η c (1 S) 2980,3 1,2
1 S 1 0 - (1 -) J / ψ (1 S) 3096,916 0,011
1 січня P 1 0 - (1 + -) h c (1 P) 3525,93 0,27
1 P 0 0 + (0 + +) χ c 0 (1 P) 3414,75 0,31
1 P 1 0 + (1 + +) χ c 1 (1 P) 3510,66 0,07
1 P 2 0 + (2 + +) χ c 2 (1 P) 3556,20 0,09
2 Січень S 0 0 + (0 - +) η c (2 S) або η 'c 3637 4
2 S 1 0 - (1 -) ψ (3686) 3686,09 0,04
1 січня D 2 0 + (2 - +) η c 2 (1 D)
1 D 1 0 - (1 -) ψ (3770) 3772,92 0,35
1 D 2 0 - (2 -) ψ 2 (1 D)
1 D 3 0 - (3 -) ψ 3 (1 D)
2 Січень P 1 0 - (1 + -) h c (2 P)
2 P 0 0 + (0 + +) χ c 0 (2 P)
2 P 1 0 + (1 + +) χ c 1 (2 P)
2 P 2 0 + (2 + +) χ c 2 (2 P)
???? 0? (??) X (3872) 3872,2 0,8
???? ?? (1 -) Y (4260) 4260 +8 -9

Примітки:

* Вимагає підтвердження.
Передвіщений, але поки не виявлений.
Інтерпретується як стан чармонія 1 -.

2. Стану боттомонія

У представленій таблиці одні й ті ж частинки можуть бути названі з використанням спектроскопічної нотації або шляхом зазначення їх маси.

Деякі стану передбачені, але поки не виявлені; інші не підтверджені.

Терм n 2 S + 1 L J I G ( J P C) Частка Маса (МеВ / c ) [2]
1 січня S 0 0 + (0 - +) η b (1 S) 9388,9 +3,1 -2,3
1 S 1 0 - (1 -) Υ (1 S) 9460,30 0,26
1 січня P 1 0 - (1 + -) h b (1 P)
1 P 0 0 + (0 + +) χ b 0 (1 P) 9859,44 0,52
1 P 1 0 + (1 + +) χ b 1 (1 P) 9892,76 0,40
1 P 2 0 + (2 + +) χ b 2 (1 P) 9912,21 0,40
2 Січень S 0 0 + (0 - +) η b (2 S)
2 S 1 0 - (1 -) Υ (2 S) 10023,26 0,31
1 січня D 2 0 + (2 - +) η b 2 (1 D)
1 D 1 0 - (1 -) Υ (1 D) 10161,1 1,7
1 D 2 0 - (2 -) Υ 2 (1 D)
1 D 3 0 - (3 -) Υ 3 (1 D)
2 Січень P 1 0 - (1 + -) h b (2 P)
2 P 0 0 + (0 + +) χ b 0 (2 P) 10232,5 0,6
2 P 1 0 + (1 + +) χ b 1 (2 P) 10255,46 0,55
2 P 2 0 + (2 + +) χ b 2 (2 P) 10268,65 0,55
3 S 1 0 - (1 -) Υ (3 S) 10355,2 0,5
4 S 1 0 - (1 -) Υ (4 S) або Υ (10580) 10579,4 1,2
5 S 1 0 - (1 -) Υ (10860) 10865 8
6 S 1 0 - (1 -) Υ (11020) 11019 8

Примітки:

* Попередній результат, потрібне підтвердження.

3. Кварконій в КХД

Розрахунки властивостей мезонів в квантової хромодинамике (КХД) носять непертурбатівний характер. Тому єдиним доступним загальним методів залишається прямий розрахунок з використанням КХД на решітці. Однак існують і інші методи, також ефективні стосовно до важкого кварконію.

Легкі кварки в мезони рухаються з релятивістськими швидкостями, оскільки маса їх зв'язаного стану багато більше мас самих складових кварків. Але швидкість зачарованого і чарівного кварків у відповідних станах кварконія істотно менше, і релятивістські ефекти торкаються такі стани в меншій мірі. Оцінки цих швидкостей v дають близько 0,3 швидкості світла для чармонія і 0,1 для боттомонія. Таким чином розрахунки таких станів можуть проводитися шляхом розкладу за степенями малого параметра v / c . Цей метод отримав назву нерелятивістської КХД (non-relativistic QCD - NRQCD).

Нерелятівістская КХД також квантуется як калібрувальна теорія на решітці, що дозволяє використовувати ще один підхід у розрахунках КХД на решітці. Таким чином було отримано хороше згоду з експериментом в значенні мас боттомонія, і це є одним з кращих свідчень спроможності методу КХД на решітці. Для мас чармонія згоду не таке гарне, але вчені працюють над поліпшенням даного методу. Також ведеться робота у напрямку обчислень таких властивостей, як ширини станів кварконія і ймовірності переходу між станами.

Ще один історично ранній, але досі ефективний метод використовує модель ефективного потенціалу для розрахунку мас станів кварконія. Передбачається, що кварки, складові кварконій, рухаються з нерелятивістської швидкостями в статичному потенціалі, подібно до того, як це відбувається з електроном в нерелятивистской моделі атома водню. Один з найбільш популярних модельних потенціалів носить назву потенціалу Корнелла:

V (r) = \ frac {a} {r} + br,

де r - Ефективний радіус зв'язаного стану, a і b - Якісь параметри. Такий потенціал складається з двох частин. Перша, a / r , Відповідає потенціалу, створюваному одноглюонним обміном між кварком і антикварка, і називається кулонівському частиною, оскільки повторює вигляд кулонівського потенціалу електромагнітного поля, також пропорційного 1 / r . Друга частина, br , Відповідає ефекту конфайнменту кварків. Зазвичай при використанні даного підходу береться зручна форма хвильової функції кварків, а параметри a і b визначаються шляхом припасування до експериментально виміряним значенням мас кварконіев. Релятивістські і інші ефекти можуть бути враховані шляхом додавання додаткових членів до потенціалу, подібно до того, як це робиться для атома водню в нерелятивистской квантової механіки.

Останній метод не має якісного теоретичного обгрунтування, проте вельми популярний, оскільки дозволяє досить точно передбачати параметри кварконія, уникаючи тривалих обчислень на решітці, а також розділяє вплив короткодіючого кулонівського потенціалу та дальнодействующего ефекту конфайнмента. Це виявляється корисно для розуміння характеру сил між кварком і антикварка в КХД.


4. Значення

Вивчення кварконія представляє інтерес з точки зору визначення параметрів кварк- глюонної взаємодії. Мезони простіше для вивчення, оскільки складаються тільки з двох кварків, а кварконій для цих цілей підходить краще за все через симетричності.

Примітки

  1. Суфікс-оній (-onium) застосовується для позначення пов'язаних систем, що складаються з частки і відповідної античастинки; іноді для таких систем використовується загальний термін оній.
  2. A new particle discovered by BaBar experiment - www.infn.it/news/newsen.php?id=351. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (6 July 2005). Читальний - www.webcitation.org/66558YwbX з першоджерела 11 березня 2012.
  3. B. Aubert et al. ( BaBar Collaboration) Observation of a broad structure in the π + π - J / ψ mass spectrum around 4.26 GeV/c2 - www.arxiv.org/abs/hep-ex/0506081 (2005).
Елементарні частинки
Ферміон
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Аксінья Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X X (4140)
Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Баріони / Гіперонів Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитронно Мюонів Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезони молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біекситона Магнонов Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперівська пара Орбітон Тріон Фазон Флуктуон Еніон Холон та спиноне
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru