Quarkonium
În fizica cu energie ridicată , un quarkoniu [1] [2] (derivat de quark , cu terminarea -onium a pozitroniului ) este un mezon format dintr-un quark de farmec sau un quark de fund și propriul său antiquark și, în consecință, lipsit de aromă . Aceste particule se numesc charmoniu și respectiv bottomoniu .
Exemple de quarkoni sunt particula J / ψ (care este un charmoniu ) și particula Υ (care este un bottomoniu ). Datorită masei ridicate a cuarcul top , un „toponium“ nu există, deoarece acest cuarci se dezintegrează interacțiunea electroslabe înainte de stat legat pot fi formate. Mesonii compuși din quarkuri ușoare și antiquarkul lor nu sunt, în general, numiți quarkoni, de asemenea datorită faptului că având mase similare nu sunt ușor de distins între ei.
Datorită diferenței mari de masă dintre farmecul sau quarksul de fund și alți quarks, familiile charmonia și bottomonia nu se amestecă între ele sau cu alți mezoni fără aromă.
Charmonium
În tabelul de mai jos, aceeași particulă poate fi numită cu numerotarea sa spectroscopică sau cu cea a masei sale. În unele cazuri, se utilizează stări de excitație: Ψ ' este prima stare de excitație a lui Ψ (din motive istorice această ultimă particulă se numește J / ψ ); Ψ " este a doua stare etc. În practică, numele din aceeași casetă sunt sinonime.
Unele dintre aceste state sunt deja prevăzute, dar nu au fost încă descoperite; altele nu sunt confirmate. Numerele cuantice ale particulei X (3872) sunt necunoscute; identitatea sa este controversată și ar putea fi:
- un candidat pentru statutul de 1 3 D 2 ;
- un charmoniu într-o stare hibridă;
- o moleculă .
| Termen spectroscopic | I G ( J PC ) | Particulă | Masă (MeV) |
|---|---|---|---|
| 1 1 S 0 | 0 + (0 - + ) | η c (1 S ) sau η c (2980) | 2 980,3 ± 1,2 |
| 1 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | J / ψ (1 S ) | 3 096,916 ± 0,011 |
| 1 1 P 1 | 0 - (1 + - ) | h c (1 P ) | 3 525,93 ± 0,27 |
| 1 3 P 0 | 0 + (0 ++ ) | χ c 0 (1 P ) | 3 414,75 ± 0,31 |
| 1 3 P 1 | 0 + (1 ++ ) | χ c 1 (1 P ) | 3 510,66 ± 0,07 |
| 1 3 P 2 | 0 + (2 ++ ) | χ c 2 (1 P ) | 3 556,20 ± 0,09 |
| 2 1 S 0 | 0 + (0 - + ) | η c (2 S ) sau | 3 637 ± 4 |
| 2 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | ψ (3686) | 3 686,09 ± 0,04 |
| 1 1 D 2 | 0 + (2 - + ) | η c 2 (1 D ) [3] | |
| 1 3 D 1 | 0 - (1 −− ) | 37 (3770) | 3 772,92 ± 0,35 |
| 1 3 D 2 | 0 - (2 −− ) | ψ (3836) [4] | |
| 1 3 D 3 | 0 - (3 −− ) | ψ 3 (1 D ) [3] | |
| 2 1 P 1 | 0 - (1 + - ) | h c (2 P ) [3] | |
| 2 3 P 0 | 0 + (0 ++ ) | χ c 0 (2 P ) [3] | |
| 2 3 P 1 | 0 + (1 ++ ) | χ c 1 (2 P ) [3] | |
| 2 3 P 2 | 0 + (2 ++ ) | χ c 2 (2 P ) [3] | |
| ? ? ? ? | 0 ? (??) [5] | X (3872) | 3 872,2 ± 0,8 |
Bottomonium
În tabelul următor, aceeași particulă poate fi numită cu numerotarea spectroscopică sau cu cea a masei sale.
Unele dintre aceste stări sunt prezise, dar încă nu au fost descoperite; altele nu sunt confirmate.
| Termen spectroscopic | I G ( J PC ) | Particulă | Masă (MeV) |
|---|---|---|---|
| 1 1 S 0 | 0 + (0 - + ) | η b (1 S ) [6] | 9 390,9 ± 2,8 |
| 1 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (1 S ) | 9 460,30 ± 0,26 |
| 1 1 P 1 | 0 - (1 + - ) | h b (1 P ) | |
| 1 3 P 0 | 0 + (0 ++ ) | χ b 0 (1 P ) | 9 859,44 ± 0,52 |
| 1 3 P 1 | 0 + (1 ++ ) | χ b 1 (1 P ) | 9 892,76 ± 0,40 |
| 1 3 P 2 | 0 + (2 ++ ) | χ b 2 (1 P ) | 9 912,21 ± 0,40 |
| 2 1 S 0 | 0 + (0 - + ) | η b (2 S ) | |
| 2 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (2 S ) | 10 023,26 ± 0,31 |
| 1 1 D 2 | 0 + (2 - + ) | η b 2 (1 D ) | |
| 1 3 D 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (1D) | |
| 1 3 D 2 | 0 - (2 −− ) | Υ 2 (1 D ) | 10 161,1 ± 1,7 |
| 1 3 D 3 | 0 - (3 −− ) | Υ 3 (1 D ) | |
| 2 1 P 1 | 0 - (1 + - ) | h b (2 P ) | |
| 2 3 P 0 | 0 + (0 ++ ) | χ b 0 (2 P ) | 10 232,5 ± 0,6 |
| 2 3 P 1 | 0 + (1 ++ ) | χ b 1 (2 P ) | 10 255,46 ± 0,55 |
| 2 3 P 2 | 0 + (2 ++ ) | χ b 2 (2 P ) | 10 268,65 ± 0,55 |
| 3 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (3 S ) | 10 355,2 ± 0,5 |
| 3 3 P J | 0 + (J ++ ) | χ (3 P ) | 10 530 ± 5 (stat.) ± 9 (sistem) |
| 4 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (4 S ) sau Υ (10580) | 10 579,4 ± 1,2 |
| 5 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | Υ (10860) | 10 865 ± 8 |
| 6 3 S 1 | 0 - (1 −− ) | 110 (11020) | 11 019 ± 8 |
Cromodinamica cuantică (QCD) și quarkonii
Calculul proprietăților mezonului în cadrul QCD este complet non-perturbativ. Rezultatul este că este singura metodă generală disponibilă într-un calcul QCD cu rețea . Cu toate acestea, ar trebui să existe unele simplificări pentru quarkonii grei.
Quarcurile ușori dintr-un mezon se mișcă la viteze relativiste, deoarece masa stării limită este mult mai mare decât masa quarkului. Farmecul și quarkurile de jos din quarkonul lor se mișcă relativ încet. S-a calculat că viteza, v , este de 0,3 ori viteza luminii pentru quarkul farmec și 0,1 pentru partea de jos . Prin urmare, este posibil să considerăm acest calcul ca o dezvoltare a puterilor lui v și se numește cromodinamică cuantică non-relativistă (NRQCD).
NRQCD a fost, de asemenea, cuantificat ca o teorie a ecartamentului. Acest lucru facilitează calcularea proprietăților quarkoniului. S-a găsit un bun acord cu masele de fundoniu . Într-adevăr, acesta oferă unul dintre cele mai bune teste non-perturbative ale QCD. Pentru familia farmecului , meciul nu este atât de bun. Probabil v nu este suficient de mic pentru ca NRQCD să fie suficient de precis.
Dispariția quarkonilor a fost propusă ca mijloc de a dovedi formarea quark-gluonilor plasmatici în timpul experimentelor.
Notă
- ^ Quarkonio , în Treccani.it - Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus pe 3 aprilie 2017 .
- ^ Quarkonio , în Dicționar de științe fizice , Institutul enciclopediei italiene, 1996. Accesat la 3 aprilie 2017 .
- ^ a b c d e f Așteptat, dar neidentificat încă
- ^ Candidat, are nevoie de confirmare
- ^ Interpretată ca insipid 1 - charmonium
- ^ Rezultate preliminare, necesită confirmare
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh94009078 · GND (DE) 4176614-3 |
|---|
