Введение
Субатомные частицы, состоящие из кварков и глюонов. Экзотические адроны — это субатомные частицы, состоящие из кварков и глюонов, но, в отличие от "обычных" адронов, таких как протоны, нейтроны и мезоны, содержащие более трех валентных кварков. В отличие от этого, "обычные" адроны содержат лишь два или три кварка. Хадроны с явным содержанием валентных глюонов также считаются экзотическими. Теоретически, количество кварков в адроне не ограничено, при условии, что цветовой заряд адрона нейтрален. В соответствии с классификацией обычных адронов, экзотические адроны классифицируются как фермионы, подобно обычным барионам, или как бозоны, подобно обычным мезонам. Согласно этой схеме, пентакварки, содержащие пять валентных кварков, являются экзотическими барионами, а тетракварки (четыре валентных кварка) и гексакварки (шесть кварков, состоящие либо из дибарьона, либо из трех кварк-антикварковых пар) будут считаться экзотическими мезонами. Считается, что частицы тетракварка и пентакварка были обнаружены и изучаются, в то время как существование гексакварков пока не подтверждено. Экзотические адроны можно искать, выявляя полюса S-матрицы с квантовыми числами, недопустимыми для обычных адронов. Экспериментальные признаки таких экзотических адронов были зарегистрированы к 2003 году, однако они остаются предметом дискуссий в физике частиц. Джаффе и Лоу предположили, что экзотические адроны проявляются как полюса P-матрицы, а не S-матрицы. Полюса экспериментальной P-матрицы надежно определяются как в мезон-мезонных, так и в нуклон-нуклонных каналах.
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.
История
Когда кварковая модель была впервые предложена Мюрреем Геллом-Манном и другими в 1960-х годах, это было сделано для упорядочения известных на тот момент состояний осмысленным образом. По мере развития квантовой хромодинамики (КХД) в течение следующего десятилетия стало ясно, что нет оснований полагать, что могут существовать только три комбинации кварков и кварков-антикварков. Фактически, в оригинальной статье Гелла-Манна 1964 года упоминается возможность существования экзотических адронов и классифицируются адроны на барионы и мезоны в зависимости от того, содержат ли они нечётное (барионное) или чётное (мезонное) число валентных кварков. Кроме того, казалось, что глюоны, частицы-переносчики сильного взаимодействия, также могут образовывать связанные состояния сами по себе (глюболы) и с кварками (гибридные адроны). Прошли несколько десятилетий без убедительных доказательств существования экзотического адрона, который можно было бы связать с полюсом S-матрицы. В апреле 2014 года коллаборация LHCb подтвердила существование Z(4430)−, обнаруженного экспериментом Belle, и показала, что он должен иметь минимальное кварковое содержание cd. В июле 2015 года LHCb объявила об открытии двух частиц, названных и , которые должны иметь минимальное кварковое содержание cuud, что делает их пентакварками.