Экзотические мезоны

Виды экзотических мезонов

Некварковые модели мезонов включают:

1. экзотические мезоны, которые имеют набор квантовых чисел, невозможный в рамках кварковой модели.
2. глюоний, который состоит из одних глюонов и не содержит кварков
3. тетракварки, которые содержат две отдельные кварк-антикварковые пары
4. гибридные мезоны, которые содержат кварк-антикварковую пару и один или больше глюонов.

Все эти состояния могут быть классифицированы как мезоны, потому что они являются адронами и имеют нулевое барионное число. Глюболы должны быть ароматическими синглетами, то есть иметь нулевые изоспин, странность, очарование, прелесть и истинность. Как и остальные состояния частиц, они точно определяются квантовыми числами, которые являются простым представлением симметрии Пуанкаре, то есть J^PC (где J — момент импульса, P — внутренняя чётность, C — зарядовая чётность), и массой. Также для точного определения используется изоспин I мезона.

Обычно каждый мезон в рамках кварковой модели появляется в виде SU(3) ароматического нонета — октет и ароматический синглет. Оказывается, что глюбол — дополнительная частица вне нонета. Вопреки кажущейся простоте счета определение любого полученного состояния как глюбола, тетракварка или гибридного мезона остается неясным и умозрительным даже сегодня. Даже когда существует согласие о том, что одно из нескольких состояний является одним из таких мезонов за рамками кварковой модели, степень смешивания и точная классификация связаны с неопределённостями. Также проводится значительная экспериментальная работа для определения квантовых чисел каждого состояния и проверки точности полученных результатов. В итоге все определения за рамками кварковой модели являются неопределенными и умозрительными. Ниже рассматривается подробнее ситуация на конец 2004 года.

Предсказания моделей на решётках

Предсказания КХД на решётках для глюболов довольно устойчивы, по крайней мере, когда не учитываются виртуальные кварки. Два самых низких (по массе) состояния:

0^{+ +} с массой 1611±163 МэВ

2^{+ +} с массой 2232±310 МэВ

0^{− +} и другие экзотические глюболы, как, например, 0^{− −}, по прогнозам лежат выше 2 ГэВ. Глюболы обязательно являются изоскалярами, то есть имеют изоспин I=0.

Все гибридные мезоны основного состояния -0^{− +}, 1^{− +}, 1^{− −} и 2^{− +} — лежат немного ниже 2 ГэВ. Гибридный мезон с экзотическими квантовыми числами 1^{− +} находится на 1.9±0.2 ГэВ. Лучшие решёточные вычисления не упоминают о смешанных мезонных состояниях, поскольку сделаны без учета виртуальных кварков.

0^{+ +} состояния

Пока что выявлены пять изоскалярных резонансов:

f₀(600), f₀(980), f₀(1370), f₀(1500) и f₀(1710)

Из них f₀(600) обычно определяется как σ-мезон в киральных моделях. Рождение и распады f₀(1710) показывают, что он по всей видимости также является мезоном.

Кандидат на классификацию как глюбол

f₀(1370) и f₀(1500) не могут являться мезонами в рамках кварковой модели, поскольку один из них — дополнительная частица к мезонному нонету. Рождение состояния с большей массой в 2 фотонных реакциях, таких, как реакции 2γ → 2π или 2γ → 2K, не наблюдается. Распады также дают некоторые основания полагать, что один из них является глюболом.

Кандидат на классификацию как тетракварк

f₀(980) определяется некоторыми учеными как мезон-тетракварк вместе с I=1 состояниями a₀(980) и Κ^*₀(800). Два долгоживущих («узких» на жаргоне спектроскопии элементарных частиц) состояния: скалярное (0⁺⁺) состояние D_sJ(2317)^*± и векторный (1⁺) мезон D_sJ(2460)^*±, обнаруженные в CLEO и BaBar, также иногда определяются как состояния тетракварка. Однако для этих примеров возможны и другие объяснения.

2^{+ +} состояния

Определенно обнаружены два изоскалярных состояния — f₂(1270) и f'₂(1525). Другие состояния пока обнаружены не были. Поэтому трудно сказать больше об этих состояниях.

1^{− +} экзотические и другие состояния

Два изовекторных экзотических состояния π₁(1400) и π₁(1600) установлены точными экспериментами. Они определённо не глюболы, но могут быть тетракварками или гибридными мезонами.

0^{− +} π(1800), 1^{− −} ρ(1900) и 2^{− +} η_2<(1870) — довольно хорошо определённые состояния, которые иногда классифицируются предположительно как гибридные мезоны. Если такая классификация верна, то она хорошо согласуется с решёточными вычислениями, которые поместили несколько гибридных мезонов в этот диапазон масс.

См. также

• Кварковая модель
• Экзотические адроны и экзотические барионы
• Квантовая хромодинамика, аромат и КХД вакуум
• КХД на решётках
• Тетракварк

Литература

• Л. Г. Ландсберг [ufn.ru/ru/articles/1990/3/a/ Экзотические мезоны] // УФН. — 1990. — Т. 160. — С. 1—56.
• В. В. Анисович [ufn.ru/ru/articles/1995/11/a/ Экзотические мезоны: поиск глюболов] // УФН. — 1995. — Т. 165. — С. 1225—1247.
• В. В. Анисович [ufn.ru/ru/articles/2004/1/d/ Систематизация кварк-антикварковых состояний и экзотические мезоны] // УФН. — 2004. — Т. 174. — С. 49—72.

Ссылки

К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий Экзотические мезоны

Вот он лежит на кресле в своей бархатной шубке, облокотив голову на худую, бледную руку. Грудь его страшно низка и плечи подняты. Губы твердо сжаты, глаза блестят, и на бледном лбу вспрыгивает и исчезает морщина. Одна нога его чуть заметно быстро дрожит. Наташа знает, что он борется с мучительной болью. «Что такое эта боль? Зачем боль? Что он чувствует? Как у него болит!» – думает Наташа. Он заметил ее вниманье, поднял глаза и, не улыбаясь, стал говорить.
«Одно ужасно, – сказал он, – это связать себя навеки с страдающим человеком. Это вечное мученье». И он испытующим взглядом – Наташа видела теперь этот взгляд – посмотрел на нее. Наташа, как и всегда, ответила тогда прежде, чем успела подумать о том, что она отвечает; она сказала: «Это не может так продолжаться, этого не будет, вы будете здоровы – совсем».
Она теперь сначала видела его и переживала теперь все то, что она чувствовала тогда. Она вспомнила продолжительный, грустный, строгий взгляд его при этих словах и поняла значение упрека и отчаяния этого продолжительного взгляда.
«Я согласилась, – говорила себе теперь Наташа, – что было бы ужасно, если б он остался всегда страдающим. Я сказала это тогда так только потому, что для него это было бы ужасно, а он понял это иначе. Он подумал, что это для меня ужасно бы было. Он тогда еще хотел жить – боялся смерти. И я так грубо, глупо сказала ему. Я не думала этого. Я думала совсем другое. Если бы я сказала то, что думала, я бы сказала: пускай бы он умирал, все время умирал бы перед моими глазами, я была бы счастлива в сравнении с тем, что я теперь. Теперь… Ничего, никого нет. Знал ли он это? Нет. Не знал и никогда не узнает. И теперь никогда, никогда уже нельзя поправить этого». И опять он говорил ей те же слова, но теперь в воображении своем Наташа отвечала ему иначе. Она останавливала его и говорила: «Ужасно для вас, но не для меня. Вы знайте, что мне без вас нет ничего в жизни, и страдать с вами для меня лучшее счастие». И он брал ее руку и жал ее так, как он жал ее в тот страшный вечер, за четыре дня перед смертью. И в воображении своем она говорила ему еще другие нежные, любовные речи, которые она могла бы сказать тогда, которые она говорила теперь. «Я люблю тебя… тебя… люблю, люблю…» – говорила она, судорожно сжимая руки, стискивая зубы с ожесточенным усилием.
И сладкое горе охватывало ее, и слезы уже выступали в глаза, но вдруг она спрашивала себя: кому она говорит это? Где он и кто он теперь? И опять все застилалось сухим, жестким недоумением, и опять, напряженно сдвинув брови, она вглядывалась туда, где он был. И вот, вот, ей казалось, она проникает тайну… Но в ту минуту, как уж ей открывалось, казалось, непонятное, громкий стук ручки замка двери болезненно поразил ее слух. Быстро и неосторожно, с испуганным, незанятым ею выражением лица, в комнату вошла горничная Дуняша.
– Пожалуйте к папаше, скорее, – сказала Дуняша с особенным и оживленным выражением. – Несчастье, о Петре Ильиче… письмо, – всхлипнув, проговорила она.


Кроме общего чувства отчуждения от всех людей, Наташа в это время испытывала особенное чувство отчуждения от лиц своей семьи. Все свои: отец, мать, Соня, были ей так близки, привычны, так будничны, что все их слова, чувства казались ей оскорблением того мира, в котором она жила последнее время, и она не только была равнодушна, но враждебно смотрела на них. Она слышала слова Дуняши о Петре Ильиче, о несчастии, но не поняла их.
«Какое там у них несчастие, какое может быть несчастие? У них все свое старое, привычное и покойное», – мысленно сказала себе Наташа.
Когда она вошла в залу, отец быстро выходил из комнаты графини. Лицо его было сморщено и мокро от слез. Он, видимо, выбежал из той комнаты, чтобы дать волю давившим его рыданиям. Увидав Наташу, он отчаянно взмахнул руками и разразился болезненно судорожными всхлипываниями, исказившими его круглое, мягкое лицо.
– Пе… Петя… Поди, поди, она… она… зовет… – И он, рыдая, как дитя, быстро семеня ослабевшими ногами, подошел к стулу и упал почти на него, закрыв лицо руками.
Вдруг как электрический ток пробежал по всему существу Наташи. Что то страшно больно ударило ее в сердце. Она почувствовала страшную боль; ей показалось, что что то отрывается в ней и что она умирает. Но вслед за болью она почувствовала мгновенно освобождение от запрета жизни, лежавшего на ней. Увидав отца и услыхав из за двери страшный, грубый крик матери, она мгновенно забыла себя и свое горе. Она подбежала к отцу, но он, бессильно махая рукой, указывал на дверь матери. Княжна Марья, бледная, с дрожащей нижней челюстью, вышла из двери и взяла Наташу за руку, говоря ей что то. Наташа не видела, не слышала ее. Она быстрыми шагами вошла в дверь, остановилась на мгновение, как бы в борьбе с самой собой, и подбежала к матери.
Графиня лежала на кресле, странно неловко вытягиваясь, и билась головой об стену. Соня и девушки держали ее за руки.
– Наташу, Наташу!.. – кричала графиня. – Неправда, неправда… Он лжет… Наташу! – кричала она, отталкивая от себя окружающих. – Подите прочь все, неправда! Убили!.. ха ха ха ха!.. неправда!
Наташа стала коленом на кресло, нагнулась над матерью, обняла ее, с неожиданной силой подняла, повернула к себе ее лицо и прижалась к ней.
– Маменька!.. голубчик!.. Я тут, друг мой. Маменька, – шептала она ей, не замолкая ни на секунду.
Она не выпускала матери, нежно боролась с ней, требовала подушки, воды, расстегивала и разрывала платье на матери.
– Друг мой, голубушка… маменька, душенька, – не переставая шептала она, целуя ее голову, руки, лицо и чувствуя, как неудержимо, ручьями, щекоча ей нос и щеки, текли ее слезы.