Кіріспе
Кварктар мен глюондардан тұратын субатомдық бөлшектер. Экзотикалық адрондар – кварктар мен глюондардан құралған субатомдық бөлшектер, бірақ протон, нейтрон және мезон сияқты «жақсы танымал» адрондардан өзгеше, олар үштен астам валентті кварктан тұрады. Ал «қалыпты» адрондарда тек екі немесе үш кварк болады. Валентті глюондардан құрамы бар адрондар да экзотикалық саналады. Теория бойынша, адронның түсті заряды ақ немесе түссіз болғанша, адрон ішіндегі кварктар санының шегі жоқ. Қалыпты адрондар сияқты, экзотикалық адрондар да фермиондар (қалыпты бариондар сияқты) немесе бозондар (қалыпты мезондар сияқты) деп жіктеледі. Осы жіктеу схемасына сәйкес, бес валентті кварктан тұратын пентакварктар экзотикалық бариондар болып табылады, ал тетракварктар (төрт валентті кварк) және гексакварктар (алты кварк, дибарионнан немесе үш кварк-антикварк жұбынан тұрады) экзотикалық мезондар деп есептеледі. Тетракварктар мен пентакварктар байқалғаны туралы мәлімдемелер бар және олар зерттелуде; гексакварктардың байқалғаны әлі расталмаған. Экзотикалық адрондарды іздеу үшін, қалыпты адрондарға рұхсат етілмеген кванттық сандары бар S матрицасының полюстерін табуға болады. Мұндай экзотикалық адрондардың эксперименталдық белгілері 2003 жылға дейін байқалған, бірақ олар бөлшектер физикасындағы даулы мәселе болып қала береді. Жаффе мен Лоу экзотикалық адрондардың S матрицасының емес, P матрицасының полюстері ретінде көрінетінін ұсынды. Эксперименттік P матрицасының полюстері мезон-мезон және нуклон-нуклон каналдарында сенімді түрде анықталады.
Exotic hadrons are subatomic particles composed of quarks and gluons, but which – unlike "well known" hadrons such as protons, neutrons and mesons – consist of more than three valence quarks. By contrast, "ordinary" hadrons contain just two or three quarks. Hadrons with explicit valence gluon content would also be considered exotic. In theory, there is no limit on the number of quarks in a hadron, as long as the hadron's color charge is white, or color neutral. Consistent with ordinary hadrons, exotic hadrons are classified as being either fermions, like ordinary baryons, or bosons, like ordinary mesons. According to this classification scheme, pentaquarks, containing five valence quarks, are exotic baryons, while tetraquarks (four valence quarks) and hexaquarks (six quarks, consisting of either a dibaryon or three quark antiquark pairs) would be considered exotic mesons. Tetraquark and pentaquark particles are believed to have been observed and are being investigated; Hexaquarks have not yet been confirmed as observed. Exotic hadrons can be searched for by looking for S matrix poles with quantum numbers forbidden to ordinary hadrons. Experimental signatures for such exotic hadrons had been seen by 2003 at the latest, but they remain a topic of controversy in particle physics. Jaffe and Low suggested that the exotic hadrons manifest themselves as poles of the P matrix, and not of the S matrix. Experimental P matrix poles are determined reliably in both the meson–meson channels and nucleon–nucleon channels.
Тарих
Кварк моделін алғаш рет 1960 жылдары Мюррей Гелл-Манн және басқалар ұсынғанда, мақсаты сол кездегі белгілі күйлерді мағыналы түрде ұйымдастыру болатын. Келесі онжылдықта кванттық хромодинамиканың (QCD) дамуымен, тек үш кварк пен кварк-антикварк комбинациясы ғана болуы мүмкін екеніне ешқандай себеп жоқ екені анық болды. Шындығында, Гелл-Маннның 1964 жылғы түпнұсқа мақаласында экзотикалық адрондардың болу мүмкіндігіне сіңіс жасалған және адрондар валенттік кварктардың саны тақ (барион) немесе жұп (мезон) болғанына қарай бариондар мен мезондарға жіктеледі. Бұдан өзге, күшті өзара әрекеттесудің медиаторлық бөлшектері – глюондар да өздерінен (глюобұлдар) және кварктармен (гибридтік адрондар) байланысты күйлер құра алады деген пікір қалыптасты. Бірнеше онжылдықтар өткенімен, S-матрица полюсімен байланысты экзотикалық адронның нақты дәлелі табылмады. 2014 жылдың сәуір айында LHCb коллаборациясы Belle экспериментімен ашылған Z(4430)− бөлшегінің бар екенін растады және оның минималды кварк құрамы cd екенін көрсетті. 2015 жылдың шілдесінде LHCb екі бөлшектің табылуын хабарлады, олардың минималды кварк құрамы cuud болуы керек, осылайша оларды пентакварктар деп атады.