Estados ligados en QCD: ¿Por qué solo estados ligados de 2 o 3 quarks y no más?

¿Por qué cuando la gente/los libros de texto hablan de interacción fuerte, hablan solo de estados ligados de 2 o 3 quarks para formar bariones y mesones?

¿La interacción fuerte permite estados ligados de más de 3 quarks?

Si es así, ¿cómo se estudia la estabilidad de un estado ligado de más de 3 quarks?

Respuestas (3)

No hay ninguna razón conocida por la que no pueda tener estados enlazados como q q q ¯ q ¯ o q q q q q ¯ o un mayor número de excitaciones, pero ninguna ha sido observada hasta la fecha.

Tienes que hacer un estado de color neutral, por supuesto.

A mediados de 2000, algunas personas pensaron que tenían estados de pentaquark (que el q q q q q ¯ ) por un tiempo, pero finalmente se concluyó que estaban equivocados.

Agregado en junio de 2013 : parece que podemos tener buena evidencia de los estados unidos de cuatro quarks , aunque aún no se comprende la estructura detallada, y en los comentarios, Peter Kravchuk señala que los pentaquarks han regresado mientras no estaba prestando atención (y el mismo estado, también). Parece que algún huevo puede haberse movido de cara a cara.

¿Cómo se estudia teóricamente entonces la estabilidad de tales estados ligados?
QCD es difícil. La última vez que escuché, podrías encontrar teóricos que afirman cualquiera de las dos condiciones.
Eso es raro. Los teóricos de cuerdas no trabajan con teorías de norma no abelianas todo el tiempo. Dado que QCD es solo otra teoría de calibre no abeliana, pensé que la respuesta a esa pregunta debe haberse conocido desde hace algún tiempo.
Ser capaz de escribir la teoría y catalogar sus propiedades es muy diferente de poder calcular una solución precisa para problemas complicados. Los cálculos completos son muy difíciles, por lo que hay tanto interés en las soluciones en la red.
Se puede encontrar un artículo reciente de DESY sobre tetraquarks en la revista (distribuida gratuitamente) femto, primer volumen , pp.36-37
¿Tiempo para una actualización?

Como explicación rápida: todos los estados vinculados son de color neutro. La razón intuitiva es que la interacción fuerte es tan fuerte que uniría cualquier partícula cargada de color. (Debido a que la fuerza fuerte aumenta con la distancia, no puede evitar esto esparciendo las partículas cargadas, como puede hacerlo con la interacción EM).

Dado que hay 3 colores, puede lograr un estado de color neutro combinando un quark de cada color, lo que le da un barión, o un quark y un antiquark del mismo color (por ejemplo, azul y antiazul), lo que le da un mesón. Cualquier combinación de más quarks o antiquarks que resulte ser de color neutral, como el pentaquark hipotético , se puede descomponer en alguna combinación de bariones y mesones, lo que significa que tal partícula probablemente se descompondría naturalmente de esa manera, si incluso podría existir (de lo cual no hay evidencia).

Si QCD lo permite, entonces debe existir, ¿verdad?
Esa es generalmente una buena pauta , pero no una regla . Así que no, no necesariamente.
¿Hay algún cálculo dentro de QCD con respecto a la estabilidad, la vida útil (... etc.) de cualquiera de los estados con alto contenido de quarks?
@dushya La gente está tratando de hacer esas cosas, principalmente en el marco de QCD de celosía (si desea buscar una palabra de moda), pero los cálculos son extremadamente complicados y no estamos en condiciones de obtener esos resultados. de ellos todavía.
@Revo No necesariamente, recuerda el calibre invariante θ -término en QCD. Experimentalmente θ es consistente con cero mientras que teóricamente uno esperaría θ ≈ 1.

En cierto sentido, cada núcleo es un estado ligado de 3N quarks. Después de todo, la fuerza nuclear entre los nucleones (protones y neutrones) es el resultado de la fuga de la fuerza de color fuerte fuera del "límite" del nucleón. Así que indudablemente hay intercambios de gluones e incluso de quarks entre los nucleones de un núcleo.

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