Адронная спектроскопия: результаты (2013)

Это архивная версия страницы по состоянию на конец 2013 года. Актуальную версию см. здесь.

Текущая ситуация

Адронные распады, в которых тяжелый адрон распадается на другие, более легкие, являются источником сведений о том, какие адроны существуют, какими свойствами они обладают и как они устроены. Изучая цепочки адронных распадов, можно заметить редкие адроны, которые возникают на промежуточных стадиях процесса и тут же распадаются дальше. Особый интерес представляют экзотические адроны, которые не вписываются в простую кварк-антикварковую (для мезонов) и трехкварковую (для барионов) схему. (Подробнее про кварковое устройство адронов см. на страничке Классификация адронов.)

По состоянию на август 2013 года ситуация такова:

Обнаружено несколько новых тяжелых адронов: χ_b(3P), Ξ_b^*0, Λ_b^*0(5912), Λ_b^*0(5920). Все они вполне вписываются в теоретическую картину.
Разрешена давняя проблема с временем жизни Λ_b.
Изучены разнообразные распады адронов, открыто несколько новых распадов. Существенных отличий от теоретических предсказаний не видно.
Что касается изучения экзотических адронов, то знаменитый мезон X(3872) виден надежно. С другим мезоном, Y(4140), ситуация пока не вполне ясна (LHCb его не видит, CMS, напротив, видит хорошо). Поиски других экзотических мезонов успехом пока не увенчались.

Отдельные результаты

В таблице приведены только результаты, связанные с обнаружением новых частиц, структур или иных свойств адронов. Измерения, просто уточняющие более ранние данные, опущены.

Дата	Коллаборация	Подробности поиска	Результат	Ссылки
Июль 2013	LHCb	Измерено время жизни бариона Λ_b с помощью распада на J/ψ p K^–; статистика 1 fb^–1	τ(Λ_b) = 1,482 ± 0,018 ± 0,012, в согласии с теорией; разрешена загадка 20-летней давности	Статья, «Элементы»
Июль 2013	LHCb	Изучен распад B⁺ → K⁺μ⁺μ^– в области инвариантных масс μ⁺μ^–-пары от 3,8 до 4,8 ГэВ; статистика 3 fb^–1	Обнаружена структура, похожая на мезон ψ(4160), однако вероятность его рождения отличается от теоретических ожиданий	Статья, «Элементы»
Май 2012	LHCb	Открытие двух новых барионов с кварковой структурой udb, *Λ_b^0(5912) и Λ_b^0(5920)*, орбитальных возбуждений частицы Λ_b⁰; статистика 1,0 fb^–1	Массы 5911,97 ± 0,12 ± 0,66 МэВ и 5919,77 ± 0,08 ± 0,66 МэВ; ширины < 0,66 МэВ	Статья, «Элементы»
Апрель 2012	CMS	*Открытие нового тяжелого бариона Ξ_b^0** (кварковая структура usb), возбужденного состояния известного бариона Ξ_b⁰; изученная цепочка распада Ξ_b^*0 → Ξ_b^–π⁺ → Ξ^– J/ψ π⁺; статистика 5,3 fb^–1	Масса 5945,0 ± 2,8 МэВ, спин 3/2	пресс-релиз, статья, «Элементы»
Декабрь 2011	ATLAS	Открытие нового состояния в b-анти-b системе χ_b(3P); статистика 4,4 fb^–1	Масса 10530 ± 5 ± 9 МэВ, в согласии с теоретическими ожиданиями	Статья

Экзотические адроны

Дата	Коллаборация	Подробности поиска	Результат	Ссылки
Июнь 2013	CMS	Поиск прелестной экзотической частицы X_b с распадом на Υ(1S)π⁺π^–, аналога очарованного экзотического мезона X(3872); статистика 20,7 fb^–1	В области масс от 10 до 11 ГэВ частица не обнаружена	Доклад
Февраль 2013	LHCb	Определение квантовых чисел экзотического мезона X(3872); статистика 1,0 fb^–1	Установлены спин и четности X(3872): J^PC = 1⁺⁺	Статья
Ноябрь 2012	CMS	Изучен распад B⁺ → J/ψ φ K⁺, в особенности инвариантная масса J/ψ φ-пары; статистика 5,2 fb^–1	Обнаружено две структуры с массами 4148,2 ± 2,0 ± 4,6 МэВ и 4316,7 ± 3,0 ± 7,3 МэВ; первая из них напоминает экзотический мезон Y(4140), открытый на CDF, но не подтвержденный LHCb	Доклад, «Элементы»
Февраль 2012	LHCb	Поиск открытой на CDF структуры Y(4140) в распаде B⁺ → J/ψ φ K⁺; статистика 0,37 fb^–1	Искомая структура не найдена; расхождение с результатом CDF на 2,4σ	Статья, «Элементы»
Декабрь 2011	LHCb	Подтверждение хорошо известного экзотического мезона X(3872) в распаде на J/ψ π⁺π^–; статистика 0,035 fb^–1	X(3872) хорошо виден, масса 3871,95 ± 0,48 ± 0,12 МэВ	Статья, «Элементы»
Июль 2011	CMS	Подтверждение хорошо известного экзотического мезона X(3872) в распаде на J/ψ π⁺π^–; статистика 0,9 fb^–1	X(3872) хорошо виден, масса 3871,5 ± 0,5 МэВ	Отчет