Введение
Мезоны, не вписывающиеся в кварковую модель
В физике частиц экзотические мезоны – это мезоны, обладающие квантовыми числами, невозможными в рамках кварковой модели. Некоторые гипотезы для мезонов, выходящих за рамки стандартной кварковой модели, включают:
глюболы или глюоний. Глюболы не содержат валентных кварков вообще. Тетракварки содержат две пары валентных кварков и антикварков. Гибридные мезоны содержат валентную кварк-антикварковую пару и один или несколько глюонов. Все экзотические мезоны классифицируются как мезоны, поскольку они являются адронами и несут нулевой барионный номер. Среди них глюболы должны быть вкусовыми синглетами – то есть, иметь нулевой изоспин, странность, очарование, прелесть и истинность. Как и все состояния частиц, экзотические мезоны характеризуются квантовыми числами, определяющими представления симметрии Пуанкаре, то есть массой (указанной в скобках) и , где J – угловой момент, P – внутренняя чётность, а C – чётность конъюгации заряда; также часто указывается изоспин I мезона. Как правило, каждый мезон кварковой модели существует в виде SU(3) вкусового нонета: октета и связанного с ним вкусового синглета. Глюбол проявляется как дополнительная (лишняя) частица вне нонета. Несмотря на кажущуюся простоту такого подсчёта, отнесение конкретного состояния к глюболу, тетракварку или гибриду остаётся неопределённым и по сей день, поэтому предпочтение отдаётся более общему термину «экзотический мезон». Даже когда есть согласие относительно того, что одно из нескольких состояний является одним из этих мезонов, не описываемых кварковой моделью, степень смешивания и точное отнесение к типу сопряжены с неопределённостями. Существует также значительный объём экспериментальной работы по определению квантовых чисел каждого состояния и их перепроверке в других экспериментах. В результате все отнесения к типам, выходящим за рамки кварковой модели, являются предварительными. В оставшейся части статьи описывается ситуация, сложившаяся к концу 2004 года.
glueballs or gluonium Glueballs have no valence quarks at all. tetraquarks Tetraquarks have two valence quark–antiquark pairs. hybrid mesons Hybrid mesons contain a valence quark–antiquark pair and one or more gluons. All exotic mesons are classed as mesons because they are hadrons and carry zero baryon number. Of these, glueballs must be flavor singlets – that is, must have zero isospin, strangeness, charm, bottomness, and topness. Like all particle states, exotic mesons are specified by the quantum numbers which label representations of the Poincaré symmetry, q. e., by the mass (enclosed in parentheses), and by , where J is the angular momentum, P is the intrinsic parity, and C is the charge conjugation parity; One also often specifies the isospin I of the meson. Typically, every quark model meson comes in SU(3) flavor nonet: an octet and an associated flavor singlet. A glueball shows up as an extra (supernumerary) particle outside the nonet. In spite of such seemingly simple counting, the assignment of any given state as a glueball, tetraquark, or hybrid remains tentative even today, hence the preference for the more generic term exotic meson. Even when there is agreement that one of several states is one of these non quark model mesons, the degree of mixing, and the precise assignment is fraught with uncertainties. There is also the considerable experimental labor of assigning quantum numbers to each state and crosschecking them in other experiments. As a result, all assignments outside the quark model are tentative. The remainder of this article outlines the situation as it stood at the end of 2004.
Прогнозы решетки
Прогнозы решёточной КХД для клеевых шаров теперь достаточно устоялись, по крайней мере, при пренебрежении виртуальными кварками. Два самых низких состояния имеют следующие квантовые числа и массы:
0++ с массой 1,611 и
2++ с массой 2,232.
Ожидается, что 0−+ и экзотические клейболы, такие как 0−−, будут иметь массы выше 2. Клейболы обязательно являются изоскалярными (как по сильному изоспину, так и, тривиально, по слабому изоспину).
0++ with mass of 1.611 and
2++ with mass of 2.232
The 0−+ and exotic glueballs such as 0−− are all expected to lie above 2. Glueballs are necessarily isoscalar (both for strong isospin, and trivially, weak isospin), with
Гибридные мезоны основного состояния с квантовыми числами 0−+, 1−+, 1−− и 2−+ лежат немного ниже 2. Гибрид с экзотическими квантовыми числами 1−+ имеет массу 1,9. Лучшие на сегодняшний день вычисления на решётке выполнены в приближении гашения, которое не учитывает виртуальные кварковые петли. В результате, эти вычисления не учитывают смешивание с мезонными состояниями.
0++ состояния
Данные показывают пять изоскалярных резонансов: f(500), f(980), f(1370), f(1500) и f(1710). Из них f(500) обычно отождествляется с σ в хиральных моделях. Распад и рождение f(1710) дают сильные свидетельства того, что это также мезон.
Кандидат на клеевый шар
f(1370) и f(1500) не могут оба быть мезонами, состоящими из кварков, поскольку один из них является лишним. Производство состояния с большей массой в реакциях с двумя фотонами, таких как или реакции, сильно подавлено. Распад этих частиц также указывает на то, что один из них может быть клейковым мезоном.
Кандидат на тетракварк
Некоторые авторы идентифицировали f(980) как тетракварковый мезон, вместе с состояниями I = 1 a(980) и κ(800). Два долгоживущих (узких в терминологии спектроскопии частиц) состояния: скалярное (0) состояние (2317) и векторный (1) мезон (2460), обнаруженные на установках CLEO и BaBar, также были предположительно идентифицированы как тетракварковые состояния. Однако для них существуют и другие возможные объяснения.
2 штата
Определённо идентифицированы два изоскалярных состояния: f(1270) и f′(1525). Никакие другие состояния не были последовательно идентифицированы во всех экспериментах. Следовательно, сложно сказать что-либо ещё об этих состояниях.
1 и другие государства
Два экзотических изовектора π1(1400) и π1(1600) представляются хорошо установленными экспериментально. Недавний анализ по связанным каналам показал, что эти состояния, которые первоначально рассматривались как отдельные, согласуются с одной полюсной структурой. Существование второго экзотического состояния маловероятно. Присвоение этих состояний гибридам является предпочтительным. Расчеты решеточной КХД показывают, что самый легкий π с квантовыми числами 1 имеет сильное перекрытие с операторами, содержащими глюонные компоненты. Состояния π(1800)⁰, ρ(1900)¹ и η(1870)², как правило, хорошо идентифицированы и некоторыми авторами предварительно отнесены к гибридам. Если эта идентификация верна, то это замечательное совпадение с результатами решеточных вычислений, которые предсказывают наличие нескольких гибридов в этом диапазоне масс.