Sebuah pentaquark dan pasangan tetraquark pertama

Kolaborasi Internasional di Large Hadron Collider (LHC) mengamati tiga partikel yang belum pernah terlihat sebelumnya: jenis baru pentaquark dan pasangan tetraquark pertama, yang mencakup jenis tetraquark baru. Hasilnya, yang dipresentasikan hari ini di simposium CERN, menambahkan tiga anggota alien baru ke dalam daftar hadron baru yang ditemukan di LHC. Mereka akan membantu fisikawan lebih memahami bagaimana quark terikat bersama dalam partikel komposit ini.

quark adalah partikel dasar Muncul dalam enam rasa: atas, bawah, menawan, eksotis, atas dan bawah. Mereka biasanya bergabung bersama dalam kelompok biner dan rangkap tiga untuk membentuk hadron seperti proton dan neutron yang membentuk inti atom. Namun, jarang, ia juga dapat bergabung menjadi partikel empat quark dan lima quark, atau “quark kuaterner” dan “pentaquark”. Para ahli teori memperkirakan hadron aneh ini pada saat yang sama dengan hadron konvensional, sekitar enam dekade lalu, tetapi hanya baru-baru ini, dalam 20 tahun terakhir, mereka diamati oleh LHCb dan eksperimen lainnya.

Sebagian besar hadron eksotis yang ditemukan dalam dua dekade terakhir adalah tetraquark atau pentaquark yang mengandung quark pesona dan antiquark pesona, dengan dua atau tiga yang tersisa. partikel sub atom Menjadi quark atas, bawah, atau ganjil. Namun dalam dua tahun terakhir, LHCb telah menemukan berbagai jenis hadron eksotis. Dua tahun lalu, Kolaborasi menemukan sebuah quark quark yang terdiri dari dua quark charm dan dua quark charm, dan dua quark “charming open” yang terdiri dari sebuah charm antiquark, sebuah up quark, sebuah down quark, dan sebuah antiquark yang aneh. Dan tahun lalu, saya menemukan contoh pertama kuadran “sihir terbuka ganda” dengan dua quark pesona dan antiquark naik dan turun. Sihir terbuka berarti partikel tersebut mengandung quark pesona tanpa antiquark yang setara.

Penemuan yang diumumkan hari ini oleh kolaborasi LHCb termasuk jenis hadron eksotis baru. Jenis pertama, diamati dalam analisis “peluruhan” meson B bermuatan negatif, adalah segi lima yang terdiri dari quark charm, antiquark charm, quark naik turun, dan quark aneh. Ini adalah pentagon pertama yang ditemukan mengandung quark aneh. Hasilnya adalah signifikansi statistik yang sangat besar dari 15 standar deviasi, jauh melebihi lima standar deviasi yang diperlukan untuk mengklaim pengamatan partikel di Fisika partikel.

Tipe kedua adalah quadrupole bermuatan listrik ganda. Ini adalah tetraquark terpesona terbuka yang terdiri dari Pesona Quark, antiquark aneh, dan quark atas dan bawah barang antik, yang diamati dengan rekan netralnya dalam analisis gabungan peluruhan meson B bermuatan positif dan netral. Tetraquark baru, diamati dengan signifikansi statistik 6,5 (partikel bermuatan ganda) dan 8 (partikel netral) standar deviasi, mewakili pertama kalinya sepasang tetraquark telah diamati.

“Semakin banyak analisis yang kami lakukan, semakin banyak hadron eksotis yang kami temukan,” kata koordinator fisika LHCb Nils Toning. “Kami mengalami periode penemuan yang mirip dengan tahun 1950-an, ketika penemuan “kebun binatang partikel” hadron dimulai dan akhirnya mengarah pada quark Model hadron klasik tahun 1960-an. Kami membuat “Kebun Binatang Partikel 2.0”.

“Menemukan jenis baru tetraquark dan pentaquark dan mengukur sifat mereka akan membantu ahli teori untuk mengembangkan model terpadu hadron eksotis, sifat yang tepat yang sebagian besar tidak diketahui,” kata juru bicara LHCb Chris Parks. “Ini juga akan membantu untuk lebih memahami hadron konvensional.”

Sementara beberapa model teoretis Hadron eksotis digambarkan sebagai unit tunggal quark yang terikat erat, sementara model lain membayangkannya sebagai pasangan hadron modular yang terikat secara longgar dalam struktur seperti molekul. Hanya waktu dan lebih banyak penelitian tentang hadron eksotis yang akan mengetahui apakah ini benar biji-bijian satu atau yang lain atau keduanya.