Exotischer Hadron

Die exotischen Hadronen sind subatomare Teilchen aus Quarks (und möglicherweise Gluonen ), aber das passt nicht in das übliche Hadronenmuster . Obwohl sie empfindlich auf die starke Wechselwirkung reagieren, werden sie vom Quarkmodell (in) nicht bereitgestellt . Exotische Hadronen haben nicht den gleichen Quarkgehalt wie gewöhnliche Hadronen: Exotische Baryonen haben mehr Quarks als die drei, die gewöhnliche Baryonen bilden, und exotische Mesonen haben keinen Quark und kein Antiquark wie die gewöhnlichen Mesonen. Experimentelle Beweise für die Existenz exotischer Hadronen wurden 2003 beobachtet, sind jedoch in der Teilchenphysik weiterhin umstritten .

Arten von exotischen Hadronen

Die "exotischen Baryonen" bestehen theoretisch aus einer ungeraden Anzahl von Quarks und Antiquarks. Am bekanntesten sind die Pentaquarks, die aus vier Quarks und einem Antiquark bestehen. Die ersten experimentellen Daten, die darauf hindeuten, dass der Pentaquark während verschiedener Experimente aufgetreten wäre, waren umstritten.
Die "exotischen Mesonen" bestehen theoretisch aus einer geraden Anzahl von Quarks und Antiquarks. Darunter die Tetraquarks , die aus zwei Quarks und zwei Antiquarks bestehen. Die ersten experimentellen Daten, die darauf hindeuten, dass der Tetraquark während verschiedener Experimente aufgetreten wäre, waren umstritten.
Die "Hybridmesonen" bestehen theoretisch aus einem Quark-Antiquark-Paar und einem echten Gluon (dh das permanent und nicht flüchtig während der Wechselwirkung zwischen zwei Quarks existiert). Hybridmesonen wurden bisher nicht beobachtet.
Die Glueballs (auf Englisch Glueballs ) bestehen theoretisch nur aus Gluonen und Quarks haben keine Wertigkeit. Diese Aussagen sind sehr schwer von gewöhnlichen Mesonen zu unterscheiden, könnten aber ein seltsames Verhalten bei Wechselwirkungen zwischen Hadronen und Leptonen erklären (siehe Theorie von Regge (in) ).

Geschichte

Als das Quarkmodell in den 1960er Jahren erstmals von Murray Gell-Mann und anderen postuliert wurde , zielte es darauf ab, die beobachteten Zustände auf verständliche Weise zu organisieren. Mit der Entwicklung der Quantenchromodynamik (QCD) im folgenden Jahrzehnt schien es keinen Grund zu geben, warum nur Kombinationen von drei Quarks oder einem Quark und einem Antiquark existieren sollten. Darüber hinaus schien es, dass Gluonen, die Vermittlungsteilchen der starken Wechselwirkung, auch die gebundenen Zustände miteinander ( Leimkugel ) und mit Quarks (Hybrid-Hadronen) bilden sollten. Mehrere Jahrzehnte sind ohne schlüssigen Beweis eines exotischen Hadrons vergangen.

Die Suche nach exotischen Hadronen hat ihre Existenz durch offenbart Juli 2015am LHC undJuni 2016am LHCb und bestätigte die in den 1960er Jahren gemachten Hypothesen.

Die Suche nach Multiquarks, Teilchen, die aus mehr als einem Quarkpaar gebildet wurden, geht weiter: Die Herausforderung besteht in einem besseren Verständnis der Quantenchromodynamik und der starken Wechselwirkung, einer der vier fundamentalen Kräfte, die im Kosmos wirken.

Der Tetraquark besteht aus vier Quarks. Ein Quartett von Tetraquarks wurde am LHCb in entdecktJuni 2016.

Der erste Pentaquark , bestehend aus vier Quarks und einem Antiquark, wurde am LHC in entdecktJuli 2015.

Kandidaten

Es gibt mehrere Kandidaten für exotische Hadronen:

X (3872) - Durch das BELLE-Experiment bei KEK in Japan entdeckt, wurde dieses Teilchen anders als Diquark oder mesonisches Molekül angenommen.
Y (3940) - dieses Teilchen passt nicht in das von Theoretikern erwartete Charmonium- Gerüst .
Y (4260) - gefunden vom BaBar-Detektor am SLAC in Menlo Park , Kalifornien. Es wird angenommen, dass dieses Teilchen aus einem Gluon besteht, das an einen Quark und einen Antiquark gebunden ist.

Anmerkungen und Referenzen

"Die Evidenz für Tetraquarks wächst " , physicsworld.com
Georg Wolschin " Von Quark Pentaquark " Für Wissenschaft , n o 471 / M02687,Januar 2017
Für die Wissenschaft 471 , p. 23
Für die Wissenschaft 471 , p. 22

Siehe auch

Literaturverzeichnis

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