25 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Получени са нови данни за екзотични тежки адрони

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 28 септември 2021 в 10:54 39920

В експеримента Belle изследователите за първи път измерват енергийната зависимост на реакциите на производство на екзотични В-мезони. Новите данни ще дадат възможност да се изясни природата на групата екзотични Upsilon мезони (Υ-мезони) с маси в енергийния диапазон от 10,63 до 11,02 GeV за първи път.

Резултатите от работата на повече от 400 изследователи, участващи в експеримента Belle, са публикувани в Journal of High Energy Physics.

Първият Upsilon мезон, състоящ се от система от b-кварк и b-антикварк, е открит през 1977 г. Откритието му съвпада и с това на най-тежкия b-кварк, за което авторите на изследването - американските изследователи Леон М. Ледерман, Мелвин Шварц и Джак Стайнбергер - получават Нобелова награда през 1988 г.

СимволНазваниеЗарядМаса
българскианглийски
Първо поколение
d Долен down 1/3 ~ 5 MeV/c²
u Горен up +2/3 ~ 3 MeV/c²
Второ поколение
s Странен strange 1/3 95 ± 25 MeV/c²
c Чаровен charm (charmed) +2/3 1,8 GeV/c²
Трето поколение
b Дънен beauty (bottom) 1/3 4,5 GeV/c²
t Върховен truth (top) +2/3 171 GeV/c²

Днес са известни 6 различни "класа", наричани - "аромати"(flavor) кварки, чиито свойства са дадени в таблицата.

БариониМезони
атоми ядра електрони кварки Бариони
атоми ядра електрони кварки Бариони
Барионите ( βαρύς -тежки) се състоят от три кварки от трите цвята (или антицвята), образувайки безцветна комбинация. Съществуват около 120 типа бариони, сред тях са ядрените частици (нуклони) - протоните и неутроните.  Мезоните се състоят от един кварк и един антикварк с противоположни цветове. Има около 140 типа мезони. Мезони са пионите (π-мезони) и каоните (K-мезони) и други . Спинът им е цяло число 0, 1. Те са бозони.

През 2008 г. изследователите за първи път откриват, че високоенергийните състояния на Upsilon мезоните имат аномални свойства. Причината за тези неочаквани свойства остава въпрос без отговор във физиката на елементарните частици. Според теоретичните изследвания има допълнителни степени на свобода в тези състояния: двойка, включваща лек кварк и антикварк, или валентен глуон (глуоните свързват кварките вътре в адроните като протони, неутрони, които са бариони, а също и мезоните)

Такива свързани с много частици състояния се наричат ​​„екзотични адрони“ и доскоро те не бяха открити.

Необходими са допълнителни експериментални данни, за да се разграничат различни модели на силно възбудени Upsilon мезонови структури. Тези данни са събрани по време на експеримента Belle през 2010 г. и служат като основа на новото изследване.

Детекторът Belle работи в електронно-позитронния колайдер KEK-B в Япония от 1999 до 2010 г. Физици от цял ​​свят са изследвали свойствата на B + и B0 мезони, които се състоят от тежък b-антикварк и един лек u- или d-кварк. Учените са идентифицирали много редки разпадания на тези частици, а също така са изследвали разликите в свойствата на частиците и античастиците (В + и В-, В0 и анти-В0), което прави възможно да се доближим до разбирането на механизмите на появата на асиметрията на материята и антиматерията в съвременната Вселена.

Когато се сблъскат електрон и позитрон, се раждат много частици, които от своя страна взаимодействат или се разпадат. За да се разбере какви реакции са настъпили след сблъсъка на частици, съвременните експерименти се състоят от няколко „слоя“ от различни детектори. В тези слоеве се извършва регистрация и изследване на определени частици.

Например в експеримента Belle се използва силициев детектор за определяне на точката на взаимодействие, дрейфов детектор за проследяване на заредените частици и брояч на базата на кристали от цезиев йодид за регистриране на фотоните.

Въз основа на данните от сканирането е измерена енергийната зависимост на напречното сечение за редица реакции.

Например, нов тежък Upsilon (10750) мезон се наблюдава в напречните сечения на слабо възбудени Upsilon мезони, произведени заедно с двойка pi+pi- мезони. Доскоро са били изследвани само реакциите, които имат относително малък принос към общото напречно сечение. И накрая, за първи път са били измерени напречните сечения e+e- -> B-анти-B, B-анти-B* и B*-анти-B*, които имат най-голям принос към общото напречно сечение. Това дава на изследователите първия пълен набор от данни за екзотичните Upsilon мезони, което позволява на няколко теоретични екипа да започнат работа, за да обяснят измерванията.

Детекторът Belle

„Получените данни съдържат редица изненади. Сеченията e+e- -> B-анти-B, B-анти-B* и B*-анти-B* имат сложна зависимост от енергията, което може да предостави важна информация за вълновите функции на Upsilon мезоните. Може да се очаква, че в бъдеще съвместният анализ на данните за енергийната зависимост на напречните сечения ще изясни въпроса за структурата на силно възбудените Upsilon мезони“, коментира Роман Мизюк (Roman Mizuk), един от авторите на статията.

Справка: The BELLE collaboration., Mizuk, R., Bondar, A. et al. Measurement of the energy dependence of the e+e− → BB¯¯¯¯, BB¯¯¯¯∗ and B∗B¯¯¯¯∗ exclusive cross sections. J. High Energ. Phys. 2021, 137 (2021). https://doi.org/10.1007/JHEP06(2021)137

Източник: Scholars Gain New Data on Heavy Exotic Hadrons
NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY HIGHER SCHOOL OF ECONOMICS


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.