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Mesón escalar

En física de alta energía , un mesón escalar es un mesón con espín total 0 y paridad par (generalmente notado como J P = 0 + ). En contraste, los mesones pseudoescalares tienen paridad impar. Los primeros mesones escalares conocidos se han observado desde fines de la década de 1950, y las observaciones de numerosos estados ligeros y estados más pesados ​​proliferaron desde la década de 1980. Los mesones escalares se observan con mayor frecuencia en la aniquilación protón-antiprotón, las desintegraciones radiativas de mesones vectoriales y la dispersión mesón-mesón.

Grupos

Los mesones escalares ligeros (sin sabor) se pueden dividir en tres grupos:

Rango de masa inferior

Desde finales de la década de 1950, los mesones escalares más ligeros se interpretaron a menudo en el marco del modelo sigma lineal , y muchos teóricos todavía eligen esta interpretación de los mesones escalares como los socios quirales del multiplete de mesones pseudoescalares. [1]

Con la reintroducción del mesón σ como candidato aceptable para un mesón escalar ligero en 1996 por Tornqvist y Roos, [2] se realizaron estudios en profundidad sobre los mesones escalares más ligeros con renovado interés.

Desde que Jaffe sugirió por primera vez la existencia de multipletes de tetraquarks en 1977, [3] algunos teóricos han interpretado que los mesones escalares más ligeros son posibles estados de tetraquarks o de "moléculas" mesón-mesón. La interpretación del tetraquark funciona bien con el modelo de bolsa del MIT de QCD , [4] donde se predice que los tetraquarks escalares tienen una masa menor que los mesones escalares convencionales. Esta imagen de los mesones escalares parece ajustarse bien a los resultados experimentales en ciertos aspectos, pero a menudo recibe duras críticas por ignorar problemas no resueltos con la ruptura de la simetría quiral y la posibilidad de un estado de vacío no trivial como lo sugirió Gribov. [5]

Se han realizado muchos intentos para determinar el contenido de quarks de los mesones escalares más ligeros; sin embargo, aún no se ha llegado a ningún consenso.

Rango intermedio

Los estudios en profundidad de los mesones escalares sin sabor comenzaron con los experimentos Crystal Ball y Crystal Barrel de mediados de la década de 1990, centrándose en el rango de masa entre 1 GeV/c 2 y 2 GeV/c 2 .

En general, se cree que los mesones escalares en el rango de masas de 1 GeV/c 2 a 2 GeV/c 2 son estados quark-antiquark convencionales con excitación orbital L  = 1 y excitación de espín S  = 1, [6] aunque ocurren a una masa mayor de la que se esperaría en el marco de las divisiones de masas a partir del acoplamiento espín-órbita . [7] También se espera que la bola de pegamento escalar [8] caiga en esta región de masas, apareciendo de manera similar a los mesones convencionales pero teniendo características de desintegración muy distintivas. Los mesones escalares en el rango de masas por debajo de 1 GeV/c 2 son mucho más controvertidos y pueden interpretarse de varias maneras diferentes.

Rango de masa superior

Los mesones escalares más pesados ​​contienen quarks charm y/o bottom . Todos se encuentran por encima de los 2 GeV/c 2 y tienen masas bien separadas, lo que los hace distintos y simplifica su análisis.

Lista

Confirmado

Candidatos

Resonancias no confirmadas

Véase también

Referencias

  1. ^ Ishida, MY (1998). "Existencia de una partícula σ(600) y un nuevo noneto escalar quiral". Física nuclear A . 629 (1–2). Elsevier BV: 148–151. arXiv : hep-ph/9712231 . Código Bibliográfico :1998NuPhA.629..148I. doi :10.1016/s0375-9474(97)00678-7. ISSN  0375-9474. S2CID  119439406.
  2. ^ Törnqvist, Nils A.; Roos, Matts (4 de marzo de 1996). "Confirmación del mesón sigma". Physical Review Letters . 76 (10): 1575–1578. arXiv : hep-ph/9511210 . Código Bibliográfico :1996PhRvL..76.1575T. doi :10.1103/physrevlett.76.1575. ISSN  0031-9007. PMID  10060464. S2CID  18607517.
  3. ^ Jaffe, RJ (1977-01-01). "Hadrones multiquark. I. Fenomenología de los mesones Q2Q¯2". Physical Review D . 15 (1). American Physical Society (APS): 267–280. Código Bibliográfico :1977PhRvD..15..267J. doi :10.1103/physrevd.15.267. ISSN  0556-2821.
  4. ^ K. Gottfried y V. Weisskopf, "Conceptos de física de partículas", Oxford University Press: Nueva York (1986), vol. II, págs. 409-419
  5. ^ Gribov, Vladimir (1999). "La teoría del confinamiento de quarks". The European Physical Journal C . 10 (1): 91–105. arXiv : hep-ph/9902279 . Código Bibliográfico :1999EPJC...10...91G. doi :10.1007/s100529900052. ISSN  1434-6044. S2CID  5575418.
  6. ^ Yao, WM Yao; et al. (Particle Data Group) (1 de julio de 2006). "Revisión de la física de partículas". Journal of Physics G: Física nuclear y de partículas . 33 (1): 1–1232. arXiv : astro-ph/0601514 . Bibcode :2006JPhG...33....1Y. doi : 10.1088/0954-3899/33/1/001 . ISSN  0954-3899.
  7. ^ FE Close, "Introducción a los quarks y partones", Academic Press: Nueva York (1979), págs. 88-89
  8. ^ Bali, GS; Schilling, K.; Hulsebos, A.; Irving, AC; Michael, C.; Stephenson, PW; et al. (UKQCD) (1993). "Un estudio reticular exhaustivo de bolas de pegamento SU(3)" (PDF) . Physics Letters B . 309 (3–4): 378–384. arXiv : hep-lat/9304012 . Código Bibliográfico :1993PhLB..309..378B. doi :10.1016/0370-2693(93)90948-h. ISSN  0370-2693. S2CID  16751483.