Quarkônio
Em física de partículas, Predefinição:PBPE (de quark + ônio) designa um méson sem sabor que é constituído de um quark e seu próprio antiquark. Exemplos de quarkônio são os J/ψ méson ( um exemplo de charmônio, Predefinição:SubatomicParticlePredefinição:SubatomicParticle) e o [[Méson Upsilon|méson Predefinição:SubatomicParticle]] (bottomônio, Predefinição:SubatomicParticlePredefinição:SubatomicParticle). Por causa da grande massa do quark top do antiquark top, o topônio não existe, desde que esse par quark-antiquark decai através da interação fraca antes mesmo que a interação forte se manifeste criando esse méson.
Usualmente o quarkônio refere-se apenas ao charmônio e o bottomônio, e não a algum estado de ligação quark-antiquark de quarks leves. Isso ocorre porque o quarks leves:quark up, quark down e quark strange são muito menos massivos que os quarks pesados como o quark charm,quark bottom e o quark top, e portanto os estados físicos na verdade são vistos em experimentos são misturas de estados de quarks leves na mecânica quântica. A grande diferença de massas entre os quarks charme e inferior e os quarks leves resultam em estados bem definidos em termos de par quark-antiquark de um dado sabor.
Estados de charmônio
Predefinição:Artigo principal Na tabela a seguir, a mesma partícula pode ser nomeada com a notação espectroscópica ou com a sua massa. Em muitos casos série de excitação são usadas: Ψ' é para a primeira excitação de Ψ (por razões históricas, essa partícula é chamada de partícula J/ψ); Ψ" é o segundo estado de excitação. Nomes na mesma são sinônimos.
Alguns do estados são previstos, mas não foram observados; outros não são confirmados. Os números quânticos da partícula X(3872) foi medida recentemente pelo experimento LHCb no CERN[1] . Essa medida lançou luz sobre a sua identidade, excluindo a terceira opção em são:
- Um candidato para o estado 11D2;
- Um estado de charmônio híbrido;
- Uma molécula .
Em 2005, o experimento BaBar anunciou a descoberta de um novo estado: Y(4260). [2][3] CLEO e Belle têm colaborado com essas observações. No começo, Y(4260) foi pensado par ser um estado de charmônio, mas as evidências sugerem que mais explicações exóticas, como a molécula D, uma construção de 4-quark, ou um méson híbrido.
| Símbolo Predefinição:Nowrap | IG(JPC) | Partícula | Massa (MeV/c2) [1]Predefinição:Ligação inativa |
|---|---|---|---|
| 11S0 | 0+(0−+) | ηc(1S) | Predefinição:Val |
| 13S1 | 0−(1−−) | J/ψ(1S) | Predefinição:Val |
| 11P1 | 0−(1+−) | hc(1P) | Predefinição:Val |
| 13P0 | 0+(0++) | χc0(1P) | Predefinição:Val |
| 13P1 | 0+(1++) | χc1(1P) | Predefinição:Val |
| 13P2 | 0+(2++) | χc2(1P) | Predefinição:Val |
| 21S0 | 0+(0−+) | ηc(2S), or Predefinição:SubatomicParticle | Predefinição:Val |
| 23S1 | 0−(1−−) | ψ(3686) | Predefinição:Val |
| 11D2 | 0+(2−+) | ηc2(1D)† | |
| 13D1 | 0−(1−−) | ψ(3770) | Predefinição:Val |
| 13D2 | 0−(2−−) | ψ2(1D) | |
| 13D3 | 0−(3−−) | ψ3(1D)† | |
| 21P1 | 0−(1+−) | hc(2P)† | |
| 23P0 | 0+(0++) | χc0(2P)† | |
| 23P1 | 0+(1++) | χc1(2P)† | |
| 23P2 | 0+(2++) | χc2(2P)† | |
| ???? | 1++† | X(3872) | Predefinição:Val |
| ???? | ??(1−−) | Y(4260) | Predefinição:Val |
Notes:
- * Precisa de confirmação.
- † Predito mas não identificado ainda.
- † Interpretado como um estado de charmônio 1−− insípido.
Estados de bottomônio
Predefinição:Artigo principal Na tabela a seguir, a mesma partícula pode ser nomeada com a notação espectroscópica ou com a sua massa.
Muitas desses estados são previstos, mas não foram identificado; outros não são confirmados.
| Símbolo n2S+1LJ | IG(JPC) | Partícula | Massa (MeV/c2)[2]Predefinição:Ligação inativa |
|---|---|---|---|
| 11S0 | 0+(0−+) | ηb(1S) | Predefinição:Val |
| 13S1 | 0−(1−−) | Υ(1S) | Predefinição:Val |
| 11P1 | 0−(1+−) | hb(1P) | |
| 13P0 | 0+(0++) | χb0(1P) | Predefinição:Val |
| 13P1 | 0+(1++) | χb1(1P) | Predefinição:Val |
| 13P2 | 0+(2++) | χb2(1P) | Predefinição:Val |
| 21S0 | 0+(0−+) | ηb(2S) | |
| 23S1 | 0−(1−−) | Υ(2S) | Predefinição:Val |
| 11D2 | 0+(2−+) | ηb2(1D) | |
| 13D1 | 0−(1−−) | Υ(1D) | |
| 13D2 | 0−(2−−) | Υ2(1D) | Predefinição:Val |
| 13D3 | 0−(3−−) | Υ3(1D) | |
| 21P1 | 0−(1+−) | hb(2P) | |
| 23P0 | 0+(0++) | χb0(2P) | Predefinição:Val |
| 23P1 | 0+(1++) | χb1(2P) | Predefinição:Val |
| 23P2 | 0+(2++) | χb2(2P) | Predefinição:Val |
| 33S1 | 0−(1−−) | Υ(3S) | Predefinição:Val |
| 33PJ | 0+(J++) | χb(3P) | Predefinição:Val (stat.) ± 9 (syst.)[4] |
| 43S1 | 0−(1−−) | Υ(4S) or Υ(10580) | Predefinição:Val |
| 53S1 | 0−(1−−) | Υ(10860) | Predefinição:Val |
| 63S1 | 0−(1−−) | Υ(11020) | Predefinição:Val |
Notas:
- * Resultados preliminares.necessita de confirmação.
O estado χb (3P) foi o primeiro estado de partícula descoberto no Large Hadron Collider. O artigo sobre essa descoberta foi submetido no arXiv em 21 de dezembro de 2011.[4][5] Em abril de 2012, experimentos DØ no Tevatron confirmaram o resultado em um artigo publicado em Phys. Rev. D.[6][7]
QCD e quarkônio
A computação das propriedades dos mésons na cromodinâmica quântica (QCD) é totalmente não pertubativa. Como resultado, o único método geral disponível é uma computação direta usando técnicas do retículo QCD (LQCD). Contudo, outras técnicas são efetivas para quarkônios pesados.
Os mésons de quarks leves movem-se em velocidades relativísticas, já que a massa do estado de ligação é muito maior que a massa do quark. Contudo, a velocidade dos quarks charm e bottom em seus respectivos quarkônios é suficiente pequena, então efeitos relativísticos afetam essem estados, porém menos. A velocidade estimada é de 0.3 vezes a velocidade da luz para o charmônio e 0.1 vezes a velocidade da luz para o bottomônio. A computação pode ser aproximada por uma expansão em poderes de v/c e v2/c2. Essa técnica é chamada QCD não relativística (NRQCD).
NRQCD também tem sido quantizada como a teoria de retículo gauge, que providencia outra técnica para cálculos de LQCD para se usar. Boas aceitações da massa do bottomônio, e isso provê um dos melhores testes não perturbativos do LQCD. Para as medidas de massa do charmônio a aceitação não é muito boa, mas a comunidade LQCD está ativamento trabalhando em desenvolver as suas técnicas. O trabalho também tem sido feito em cálculos de propriedades de quarkônio e estados de transição entre estados.
Ver também
Predefinição:Partículas elementares
- ↑ Predefinição:Citar periódico
- ↑ Predefinição:Citar web
- ↑ Predefinição:Citar periódico
- ↑ 4,0 4,1 Predefinição:Citar arXiv
- ↑ Predefinição:Citar jornal
- ↑ Tevatron experiment confirms LHC discovery of Chi-b (P3) particle
- ↑ Observation of a narrow mass state decaying into Υ(1S) + γ in pp collisions at 1.96 TeV