Loading article…
素粒子物理学において、テトラクォークは4つの価クォークからなるエキゾチックな中間子である。テトラクォーク状態は、強い相互作用の現代理論である量子色力学[1]によって許容されると長い間疑われてきた。テトラクォーク状態は、従来のクォークモデルの分類外にあるエキゾチックハドロンの一例である。さまざまなタイプのテトラクォークが観測されている。[2] [3]
歴史と発見
21 世紀には素粒子物理学の実験によりテトラクォーク候補がいくつか報告されている。これらの状態のクォーク成分はほぼすべて q q Q Qであり、q は軽い（アップ、ダウン、ストレンジ）クォーク、Q は重い（チャーム、ボトム）クォーク、反クォークは上線で示される。qq Q Q（またはq q QQ）のテトラクォーク状態の存在と安定性は理論物理学者によって長い間議論されてきたが、実験ではまだ報告されていない。[4]
- タイムライン
2003年、日本のBelle実験によって暫定的にX(3872)と呼ばれた粒子がテトラクォークの候補として提案され、[6]当初の理論通り[7]、 Xという名前は仮の名前であり、その特性についてまだ検証すべき疑問が残っていることを示している。その後の数字はMeV/ c 2 単位の粒子の質量である。
2004年、フェルミ国立加速器研究所のSELEXで観測されたD sJ（2632）状態がテトラクォークの候補として示唆された。[8]
2007年、ベルはZ(4430)状態の観測を発表した。
ｃ
ｃ
d
あなた
テトラクォーク候補。2007年にBelleによって発見されたY(4660)もテトラクォーク状態である可能性を示唆している。[9]
2009年、フェルミ国立加速器研究所は、暫定的にY(4140)と呼ばれる粒子を発見したと発表した。この粒子もテトラクォークである可能性がある。[10]
2010年、DESYの物理学者2人とカイデ・アザム大学の物理学者1人が以前の実験データを再分析し、
ϒ
（5S）中間子（ボトモニウムの一種）には、明確に定義されたテトラクォーク共鳴が存在する。[11] [12]
2013年6月、中国のBES III実験と日本のBelle実験はそれぞれ独立して、初めて確認された4クォーク状態であるZc（3900）を報告した。[ 13 ]
2014年、大型ハドロン衝突型加速器（LHCb）実験は、13.9σ以上の有意性でZ(4430)状態の存在を確認した。 [14] [15]
2016年2月、DØ実験では、X(5568)と名付けられた狭いテトラクォーク候補が崩壊して
B0
秒
π±
[16]
2017年12月、DØは別の方法でX(5568)を観測したと報告した。
B0
秒最終状態[17] 。しかし、LHCb、 [18] CMS、[19] CDF、[20] ATLAS [ 21]実験
による探索では観測されなかった。
2016年6月、LHCbは、X(4274)、X(4500)、X(4700)と呼ばれる3つの追加のテトラクォーク候補を発見したと発表した。[22] [23] [24]
2020年、LHCbは、
ｃ
ｃ
ｃ
ｃ
テトラクォーク：X(6900)。[2] [25] 2022年にはATLASもX(6900)を観測し、[26] 2023年にはCMSが3つのそのような状態、X(6600)、X(6900)、X(7300)の観測を報告した。[27]
2021年、LHCbはc c u sを含む4つの追加のテトラクォークを発見したと発表しました。[3]
2022年にLHCbはc s u dとc s u dの発見を発表しました。[28]
参照
参考文献
- ^ U. Kulshreshtha; DS Kulshreshtha; JP Vary (2015). 「光面および自発的対称性の破れにおける大Nスカラー QCD 2のハミルトニアン、経路積分、および BRST 定式化」。European Physical Journal C . 75 (4): 174. arXiv : 1503.06177 . Bibcode :2015EPJC...75..174K. doi :10.1140/epjc/s10052-015-3377-x. S2CID 119102254.
- ^ ab R. Aaij; et al. ( LHCb コラボレーション) (2020). 「J/ψペア質量スペクトルにおける構造の観察」. Science Bulletin . 65 (23): 1983–1993. arXiv : 2006.16957 . Bibcode :2020SciBu..65.1983L. doi :10.1016/j.scib.2020.08.032. PMID 36659056. S2CID 220265852.
- ^ ab LHCb コラボレーション;アイジ、R.ベタ、C. アベラン。アッカーンリー、T.アデバ、B.アディノルフィ、M.アフシャルニア、H.カリフォルニア州アイダラ。アイオラ、S.アジャルトゥーニ、Z.アカール、S. (2021-03-02)。 「J/ψK+ および J/ψϕ に減衰する新しい共鳴の観察」。物理的なレビューレター。127 (8): 082001.arXiv : 2103.01803。ビブコード：2021PhRvL.127h2001A。土井：10.1103/PhysRevLett.127.082001。PMID 34477418。S2CID 232092368 。
- ^ Si-Qiang, Luo; Kan, Chen; Xiang, Liu; Yan-Rui, Liu; Shi-Lin, Zhu (2017年10月25日). 「qqQQ構成のエキゾチックテトラクォーク状態」(PDF) . European Physical Journal C . 77:709 (10). doi : 10.1140/epjc/s10052-017-5297-4 . S2CID 119377466 . 2017年11月26日閲覧。
- ^ 「X(3872)の魅力的なケース（APS 2008年4月） | symmetry magazine」www.symmetrymagazine.org 2008年4月13日2023年11月9日閲覧。
- ^ D. Harris (2008年4月13日). 「X(3872)の魅力的なケース」. Symmetry Magazine . 2009年12月17日閲覧。
- ^ L. Maiani; F. Piccinini; V. Riquer; AD Polosa (2005). 「隠れたチャームまたは開いたチャームを持つダイクォーク-反ダイクォークとX(3872)の性質」. Physical Review D . 71 (1): 014028. arXiv : hep-ph/0412098 . Bibcode :2005PhRvD..71a4028M. doi :10.1103/PhysRevD.71.014028. S2CID 119345314.
- ^ クルシュレシュタ、ウシャ;ダヤ・シャンカール・クルシュレシュタ。ヴァリー、ジェームス P. (2005)。 「Dへのレゲ軌跡分析」⋆SJ
(2317) ±、D SJ (2460) ±およびD SJ (2632) +中間子"。Physical Review D . 72 : 017902. arXiv : hep-ph/0408124 . doi :10.1103/PhysRevD.72.017902. S2CID 10124970。 - ^ G. Cotugno; R. Faccini; AD Polosa; C. Sabelli (2010). 「チャームドバリオニウム」. Physical Review Letters . 104 (13): 132005. arXiv : 0911.2178 . Bibcode :2010PhRvL.104m2005C. doi :10.1103/PhysRevLett.104.132005. PMID 20481876. S2CID 353652.
- ^ A. Minard (2009年3月18日). 「新しい粒子が素粒子物理学に混乱をもたらす」. Universe Today . 2014年4月12日閲覧。
- ^ Z. Matthews (2010年4月27日). 「テトラクォークの証拠が増加」. Physics World . 2011年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年4月12日閲覧。
- ^ A. Ali; C. Hambrock; MJ Aslam (2010). 「 Υ(5S)共鳴付近での異常なΥ(1S)π + π −およびΥ(2S)π + π −生成に関するBELLEデータのテトラクォーク解釈」. Physical Review Letters . 104 (16): 162001. arXiv : 0912.5016 . Bibcode :2010PhRvL.104p2001A. doi :10.1103/PhysRevLett.104.162001. PMID 20482041.
- ^ E. Swanson (2013). 「視点: 新しい粒子が 4 クォーク物質を示唆」. Physics . 6:69 . Bibcode :2013PhyOJ...6...69S. doi : 10.1103/Physics.6.69 .
- ^ C. O'Luanaigh (2014年4月9日). 「LHCbがエキゾチックハドロンの存在を確認」. CERN . 2016年4月4日閲覧。
- ^ R. Aaij; et al. ( LHCb コラボレーション) (2014). 「Z(4430) −状態の共鳴特性の観測」. Physical Review Letters . 112 (22): 222002. arXiv : 1404.1903 . Bibcode :2014PhRvL.112v2002A. doi :10.1103/PhysRevLett.112.222002. PMID 24949760. S2CID 904429.
- ^ VM Abazov; et al. ( D0コラボレーション) (2016). 「新しい
B0
秒
π±
状態". Physical Review Letters . 117 (2): 022003. arXiv : 1602.07588 . Bibcode :2016PhRvL.117b2003A. doi :10.1103/PhysRevLett.117.022003. PMID 27447502. S2CID 7789961. - ^ Abazov, VM; et al. ( D0 共同研究) (2018). 「 B の半レプトン崩壊によるX ± (5568) 状態の研究0
秒中間子」。Physical Review D.97 ( 9 ):092004.arXiv : 1712.10176.Bibcode : 2018PhRvD..97i2004A.doi : 10.1103 / PhysRevD.97.092004.S2CID119337959 . - ^ J. van Tilburg (2016年3月13日). 「最近の注目の結果と半レプトンbハドロン崩壊」(PDF) . CERN . 2016年4月4日閲覧。
- ^ Sirunyan, AM; et al. (CMS Collaboration) (2018). 「Bに崩壊するX(5568)状態の探索0
秒√s =8 TeVでの陽子-陽子衝突におけるπ ± 」。Physical Review Letters。120 (20): 202005。arXiv : 1712.06144。doi : 10.1103 /PhysRevLett.120.202005。PMID 29864318。S2CID 119402891 。 - ^ Aaltonen, T.; et al. (CDF Collaboration) (2018). 「フェルミ国立加速器研究所の衝突検出器によるエキゾチック中間子X(5568)の探索」Physical Review Letters . 120 (20): 202006. arXiv : 1712.09620 . Bibcode :2018PhRvL.120t2006A. doi :10.1103/PhysRevLett.120.202006. PMID 29864341. S2CID 43934060.
- ^ Aaboud, M.; et al. (ATLAS Collaboration) (2018). 「Bにおける構造の探索0
秒「 ATLAS実験によるπ ±不変質量スペクトル」 。Physical Review Letters。120 （20）：202007。arXiv ： 1802.01840。Bibcode ： 2018PhRvL.120t2007A。doi ：10.1103 / PhysRevLett.120.202007。PMID 29864314。S2CID 216915898 。 - ^ LHCbによる発表
- ^ R. Aaij; et al. ( LHCb collaboration ) (2017). 「B + →J/ψφK +崩壊の振幅解析によるエキゾチック状態と一致する J/ψφ 構造の観測」. Physical Review Letters . 118 (2): 022003. arXiv : 1606.07895 . Bibcode :2017PhRvL.118b2003A. doi :10.1103/PhysRevLett.118.022003. PMID 28128595. S2CID 206284149.
- ^ R. アイジ;他。 ( LHCb コラボレーション) (2017)。 「B + →J/ψφK +減衰の振幅解析」。物理的レビュー D . 95 (1): 012002.arXiv : 1606.07898。Bibcode :2017PhRvD..95a2002A。土井：10.1103/PhysRevD.95.012002。S2CID 73689011。
- ^ 「4チャームクォークテトラクォークの観測」。LHCb - 大型ハドロン衝突型加速器ビューティー実験。CERN 。 2020年7月1日。 2020年7月12日閲覧。
- ^ 「ATLAS が潜在的な 4 チャーム テトラクォークを観測」ATLAS 2022 年 7 月 9 日2022 年 7 月 21 日閲覧。
- ^ 「CMS、チャームクォークのみで構成されるテトラクォーク状態の潜在的ファミリーを観測」CMS。2023年3月22日。 2024年7月22日閲覧。
- ^ 「LHCbが3つの新しいエキゾチック粒子を発見」CERN 2022年7月5日2022年7月8日閲覧。
外部リンク
- ベル実験（プレスリリース）
- O'Luanaigh, Cian. 「LHCb がエキゾチックハドロンの存在を確認」cern.ch . ジュネーブ、スイス: CERN . 2014-04-12閲覧。