四夸克態

粒子物理學中,四夸克態是一種由四個夸克形成的假想介子。原則上,現代強相互作用理論量子色動力學允許四夸克態的存在。然而,還沒有任何確認的報導發現了四夸克態。任何關於四夸克態的發現可以證明奇異強子的存在,這是夸克模型的定義所不允許的。

基本介紹

簡介,介子,五夸克態,

簡介

2003年,日本的Belle實驗發現一種暫時稱作X(3872),被列為四夸克態的候選者,這和原先的推測相符。X是一個暫時的名稱,表示它的性質仍需要進一步實驗來測定。後面的那個數字表示粒子的質量(用MeV表示)。
2004年,費米國立加速器實驗室的SELEX實驗發現了DsJ(2632),也被列為四夸克態的候選者。
2007年,Belle實驗發現的Z(4430)可能為四夸克態,,其最簡單的夸克結構是四夸克ccud。。
2007年,日本Belle實驗室又發現了可能的四夸克態Y(4660)
2009年,費米實驗室宣布發現了暫時稱為Y(4140)的粒子,它也可能是四夸克態。
2010年,兩位來自德國電子加速器的物理學家和一位來自巴基斯坦Quaid-i-Azam大學(烏爾都語:جامعہ قائداعظم‬‎)的物理學家重新分析了過去的實驗數據並宣布,存在一種定義明確的四夸克態共振,它與ϒ(5S)介子(一種形式的底夸克偶素)有關。
2012年,日本Belle實驗室發現2個新介子態Zb(10610)和Zb(10650),這兩個介子帶電荷,其最簡單的夸克結構是四夸克bbud。
2013年3月,中國北京正負電子對撞機BESIII合作組發現了四夸克態粒子Zc(3900)。一周后日本高能加速器Belle實驗室發現了為同一種粒子的Z(3895)。美國的研究人員採用美國康奈爾大學CLEO-c實驗保存的數據證實了Zc(3900)和Zc(3900)。。這種介子態的四夸克結構是ccud。 12月,中國北京正負電子對撞機BESIII合作組宣布發現了一種Zc(3900) 新的衰變模式,並確定了其自旋-宇稱量子數;在兩個不同的衰變末態中發現了兩個新的共振結構,分別命名為Zc(4020)和Zc(4025),它們極有可能是Zc(3900)的質量較高的伴隨態;首次觀測到X(3872)Y(4260)輻射躍遷中的產生。BESIII的實驗結果表明Zc(3900)與以前發現的X(3872)Y(4260)等粒子之間可能存在著實質性的關聯,應當放在統一的框架內進行理論研究,探索它們的性質。
2014年,西歐核子中心(CERN)的LHCb合作組在高統計量(13.9 σ)的實驗數據分析中證實了Z(4430)的存在。
2016年3月,費米實驗室DZero團隊(DØ experiment)的研究者發現了一種由底、奇、上、下四味不同夸克構成的四夸克粒子X(5568)。DZero實驗是費米實驗室萬億電子伏特加速器(Tevatron)的兩大實驗之一,Tevatron已在2011年停止運行,但有關團隊仍在繼續對以前碰撞產生的數十億次事件進行分析。2015年7月,研究者首次發現了X(5568)粒子的線索。 X(5568)衰變為Bsπ。但是,在LHCb的數據中沒有這個粒子的證據,卻有一個更大的樣本B0
sπ侯選。
2016年7月,西歐核子中心(CERN)的LHCb合作組宣布發現四個新的可能四夸克態,命名為X(4140),X(4274), X(4500) , X(4700)。

介子

介子自旋為整數、重子數為零的強子,參與強相互作用。介子屬於強子類。它是比電子重的帶電或不帶電的粒子。
自旋為0的介子,在量子場論中是用標量波函式描述,根據其宇稱為-1或+1分別稱為贗標介子和標量介子。自旋為1的介子,在量子場論中是用矢量波函式描述,根據其宇稱為-1或+1分別稱為矢量介子或軸矢介子。根據其內部量子數,已發現的介子可分為非奇異介子(π、ρ、J/ψ等)、奇異介子(K、Q、K等)、粲-非奇異介子(D)、粲-奇異介子(F)、底-非奇異介子(B)等。

五夸克態

五夸克粒子是一種次原子粒子,屬於奇異強子。五夸克粒子有五個夸克。更詳細地說,是四個夸克和一個反夸克(表示他的重子數為1)。雖然物理學者預言五夸克粒子存在已很多年了,五夸克態顯然很不容易被發現。有些物理學者甚至提議,某種未知自然定律阻止五夸克粒子的出現。
2000年代,曾經有幾個實驗報告發現五夸克態的存在,但對於這些實驗所獲得的數據做重新分析,再加上對於後來完成的實驗做分析,所得到的結論是,這些先前得到的結果都是統計效應,而不是真實的共振。2015年7月13日,歐洲核子研究組織的LHCb實驗團隊報告,在底Λ粒子(Λb)的衰變反應中,發現了五夸克態,但這結果尚未經過同行評議。
在粒子物理學實驗室之外,五夸克粒子也可以在超新星形成中子星的過程中自然製成。對於五夸克粒子的研究或許可以幫助洞悉這些恆星怎樣形成,也可以讓物理學者更加了解強相對作用。

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