Estados multiquark y QCD molecular

Debido a algunos "descubrimientos" recientes (aún por confirmar completamente), hemos insinuado la existencia de partículas de tetraquark.

¿Por qué elementos exóticos QCD como estados multiquark más allá de n=2,3 (mesones, protones, neutrones,...) como tetraquarks, pentaquarks... o incluso bolas de pegamento podrían ser útiles para la nueva física? Y más en general: espectroscopía de quarks y química "molecular" QCD/quark... ¿Para qué podrían ser útiles?

Como siempre digo a este tipo de preguntas: define "útil". Si quiere decir "puedo ganar dinero con eso", la respuesta es claramente no, no en el futuro previsible de todos modos. Pero cuantos más casos de prueba tengamos para nuestra capacidad de hacer cálculos en una teoría de campo fuertemente acoplada, ¡mejor! Supongo que la aplicación principal (más allá de su interés intrínseco) será ayudarnos a comprender la transición de fase QCD en el universo primitivo. Todavía hay misterios sobre cómo el universo hizo la transición de los quarks y gluones libres a los hadrones ligados al color.

Respuestas (1)

Desde mi punto de vista, hay una diversidad de razones por las que tales modelos se investigan desde hace algunos años.

  1. En primer lugar, la extensión del espectro hadrónico conocido dominado por los mesones habituales. ( S = 0 , 1 , 2 , … ) (como | q q ¯ ⟩ estados) y bariones ( S = 1 2 , 3 2 , … ) (como | q q q ⟩ estados) a nuevos estados exóticos imposibles para los hadrones antes mencionados.

  2. Obtenga una visión más profunda de la estructura hadrónica

  3. La estructura de dos y tres quarks tiene una estructura de color única. Los sistemas multi-qark tienen diferentes estructuras de color y comprender la razón de la diferente estructura de color es un paso básico en la razón general de la abundancia de color en QCD.

  4. La búsqueda experimental de estados hadrónicos exóticos es la única forma de falsificar los modelos teóricos correspondientes, como el modelo MIT-Bag, etc. Es la misma razón por la que construyeron el LHC para buscar Higgs como el último modelo SM faltante o para buscar física más allá del Modelo Estándar como extensiones supersimétricas del Modelo Estándar que podrían resolver cuestiones abiertas que surgen dentro del Modelo Estándar.

  5. Como sucede con tanta frecuencia en la física, al final, su modelo particular de un sistema podría no aplicarse en el sentido que podría haber adivinado antes. Por ejemplo, mucho antes de que se estableciera QCD, se favorecía la teoría apropiada de interacciones fuertes, el modelo Regge con cuerdas. Este modelo de cuerdas resultó no ser consistente con el experimento, por lo que se desechó con respecto a las interacciones fuertes y, en cambio, el modelo de cuerdas se convirtió en el ingrediente básico de la teoría de cuerdas, que ahora es un posible candidato para la Gran Teoría Unificadora de la Naturaleza. La razón principal por la que todavía se investiga, es la misma por la que todavía se buscan estados de multiquarks, nadie ha demostrado hasta ahora que esté equivocado. Como dijo Feynman:

"No importa cuán hermosa sea tu teoría, no importa cuán inteligente seas. Si no está de acuerdo con el experimento, está mal".

excepto que creo que el modelo Regge no fue falsificado. Solo que el modelo de quarks y SU(3)xSU(2)xU(1) eran tan elegantes e hicieron tantas predicciones exitosas que el modelo de Regge se quedó en el camino. Ya nadie estaba interesado en las resonancias hadrónicas de espín más alto, que fue el éxito del modelo Regge.
El modelo de cuerdas para la interacción fuerte no resultó útil y, por lo tanto, también se descartó. Creo que hubo inconsistencias debido a las representaciones de alto espín en el modelo Regge, según recuerdo.
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