Seré honesto, solo tengo una educación secundaria, por lo que podría haber algo obvio que estoy pasando por alto. Sin embargo, la física de partículas es de gran interés para mí.
Mi pregunta es, sé que hay pares inestables de quarks y antiquarks que forman mesones, pero ¿hay bariones que no estén compuestos en su totalidad por quarks o antiquarks? es decir, "arriba, arriba, anti-abajo"
Si la respuesta es no, ¿por qué no?
No, un barión de tres quarks no puede estar formado por dos quarks y un antiquark (y viceversa), ya que esto necesariamente le daría color a la partícula.
Cada quark lleva uno de los tres colores (rojo, azul, verde) y cada antiquark lleva respectivamente anticolor. El color es una cantidad aditiva cuando se construye una partícula y el resultado debe ser neutral en cuanto al color, es decir, está compuesto, por ejemplo, de quarks rojo + anti-rojo o rojo + azul + verde. Aunque no podemos observar el "color" de los constituyentes de una partícula directamente (ya que todas las partículas observables deben ser de color neutro), podemos medir sus efectos indirectamente a través de ciertas secciones transversales.
Dicho esto, ahora podemos ver claramente que no hay forma de construir partículas de dos quarks y un antiquark, ya que cualquier combinación posible no sería de color neutral. Por lo tanto, la neutralidad del color prohíbe las partículas observables de tres quarks compuestas de quarks y antiquarks.
Sin embargo, los penta-quarks pueden y deben contener quarks y anti-quarks como se mencionó en una respuesta anterior .
Los pentaquarks contienen tres quarks y un par quark-antiquark, y son bariones, ya que los bariones se definen como aquellos que tienen un número impar de quarks de valencia.
Sí, hay algunos bariones extraños que contienen cuatro quarks y un antiquark. Se llaman pentaquarks. Estos podrían considerarse como un barión con tres quarks más un mesón con un par de quarks antiquarks, pero pegados entre sí más de lo que deberían. Hay pocos hadrones que sobreviven más de una pequeña fracción de segundo, y solo el protón y el neutrón viven más de un segundo. Las combinaciones de barión-mesón "pegajosas" se encuentran mediante el análisis de datos de dispersión en los principales aceleradores de partículas.
Los pentaquarks conocidos son: , ([CERN 2015][1], [documento de Arxiv][2]) y ([CERN 2019][3]) - oh, pero espera, el 4450 parece ser realmente dos picos de pentquark muy juntos en masa: 4440 y 4457. [CERN][4] Por cierto, el subíndice 'c' indica que uno de los quarks constituyentes son quark ac (encantado).
Hay un tetraquark, dos quarks y dos antiquarks en una bolsa, con masa 4430, llamado (nada que ver con el bosón Z). [CERN][5] ¿Puede describirse como dos mesones "pegajosos" entre sí o es mejor describirlo como un grupo más unido de cuatro de los pequeños bichos?
Otro posible hadrón exótico está formado por seis quarks pegados entre sí. Este es un "dibarión". Cuando era estudiante de física, trabajé con el Dr. Yokosawa en el Laboratorio Nacional de Argonne para encontrar protuberancias en la dispersión polarizada de protón-protón. Esa fue una experiencia interesante. La última vez que revisé la literatura, había [solo uno encontrado][6] que resistía el análisis, pero siempre hay candidatos debido a oscilaciones inexplicables en los gráficos de sección transversal frente a energía. Estos por lo general resultan ser algo menos exótico. Interesante, pero dado que los antiquarks no están involucrados, ¡no importa!
[1]: https://home.cern/news/press-release/cern/cerns-lhcb-experiment-reports-observation-exotic-pentaquark-particles El experimento LHCb del CERN informa la observación de partículas exóticas de pentaquark (14 de julio de 2015)
[2]: https://arxiv.org/abs/1507.03414 Observación de resonancias J/ψp consistentes con estados de pentaquark en decaimientos Λ0b→J/ψK−p (colaboración LHCb)
[3]: https://home.cern/news/news/physics/lhcb-experiment-discovers-new-pentaquark El experimento LHCb descubre un nuevo pentaquark
[4]: http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#Pentaq 26 de marzo de 2019: Observación de nuevos pentaquarks
[5]: http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#Z%284430%29 9 de abril de 2014: observación inequívoca de una partícula exótica que no puede clasificarse dentro del modelo de quark tradicional .
[6]: https://arxiv.org/abs/1610.05591 Sobre la historia de los dibariones y su observación final, H. Clement
jacob1729
qmecanico