Введение
Мезон с полным спином 0 и четной четностью
В физике высоких энергий скалярный мезон — это мезон с полным спином 0 и четной четностью (обычно обозначается как JP=0+). Сравните с псевдоскалярным мезоном. Первые известные скалярные мезоны были обнаружены в конце 1950-х годов, а наблюдения за многочисленными легкими и тяжелыми состояниями участились с 1980-х годов. Скалярные мезоны чаще всего наблюдаются в аннигиляции протонов и антипротонов, радиационных распадах векторных мезонов и рассеянии мезон-мезон.
In high energy physics, a scalar meson is a meson with total spin 0 and even parity (usually noted as JP=0+). Compare to pseudoscalar meson. The first known scalar mesons have been observed since the late 1950s, with observations of numerous light states and heavier states proliferating since the 1980s. Scalar mesons are most often observed in proton antiproton annihilation, radiative decays of vector mesons, and meson meson scattering.
Нижний диапазон массы
С конца 1950-х годов самые легкие скалярные мезоны часто интерпретировались в рамках линейной сигма-модели, и многие теоретики до сих пор придерживаются этой интерпретации скалярных мезонов как хиральных партнеров псевдоскалярного мультиплета мезонов. После повторного рассмотрения мезона σ как возможного кандидата на роль легкого скалярного мезона в 1996 году Торнквистом и Роосом, самые легкие скалярные мезоны были вновь подвергнуты углубченному изучению. С тех пор, как Джафф впервые предположил существование мультиплетов тетракварков в 1977 году, некоторые теоретики интерпретируют самые легкие скалярные мезоны как возможные тетракварковые состояния или "молекулы" из мезон-мезона. Интерпретация тетракварков хорошо согласуется с моделью MIT Bag QCD, где предсказывается, что скалярные тетракварки имеют меньшую массу, чем обычные скалярные мезоны. Эта картина скалярных мезонов в определенных аспектах хорошо согласуется с экспериментальными данными, но часто подвергается резкой критике за игнорирование нерешенных проблем, связанных с нарушением хиральной симметрии и возможностью нетривиального вакуумного состояния, как это было предложено Грибовым. Было предпринято множество попыток определить кварковый состав более легких скалярных мезонов, однако единого мнения до сих пор не достигнуто.
Средний диапазон
Подробное изучение неароматизированных скалярных мезонов началось с экспериментов Crystal Ball и Crystal Barrel в середине 1990-х годов, с акцентом на диапазон масс между 1 ГэВ/c² и 2 ГэВ/c². Скалярные мезоны в диапазоне масс от 1 ГэВ/c² до 2 ГэВ/c² обычно рассматриваются как обычные кварк-антикварковые состояния с орбитальным возбуждением L = 1 и спиновым возбуждением S = 1, хотя они наблюдаются при большей массе, чем можно было бы ожидать, исходя из расщепления масс, обусловленного спин-орбитальным взаимодействием. Также ожидается, что скалярный клейбольный резонанс будет находиться в этом диапазоне масс, проявляясь аналогично обычным мезонам, но обладая очень характерными особенностями распада. Скалярные мезоны в диапазоне масс ниже 1 ГэВ/c² вызывают гораздо больше споров и могут быть интерпретированы различными способами.
Верхний диапазон массы
Более тяжелые скалярные мезоны содержат c-кварки и/или b-кварки. Все они имеют массу значительно больше 2 ГэВ/c² и обладают чётко различимыми массами, что позволяет их легко идентифицировать и упрощает их анализ.