En física de partículas , los mesones exóticos son mesones que tienen números cuánticos que no son posibles en el modelo de quarks ; Algunas propuestas para mesones modelo de quarks no estándar podrían ser:
Todos los mesones exóticos se clasifican como mesones porque son hadrones y tienen un número bariónico cero . De estos, las bolas de pegamento deben ser singletes de sabor, es decir, deben tener cero isospin , extrañeza , encanto , fondo y cima . Como todos los estados de partículas, los mesones exóticos están especificados por los números cuánticos que etiquetan las representaciones de la simetría de Poincaré , qe, por la masa (entre paréntesis), y por JPC , donde J es el momento angular , P es la paridad intrínseca , y C es la paridad de conjugación de carga ; También se suele especificar el isospin I del mesón. Normalmente, cada mesón modelo de quark viene en ninguno de sabor SU(3) : un octeto y un singlete de sabor asociado. Una bola de pegamento aparece como una partícula extra ( supernumeraria ) fuera del nonet.
A pesar de este conteo aparentemente simple, la asignación de cualquier estado dado como bola de pegamento, tetraquark o híbrido sigue siendo tentativa incluso hoy en día, de ahí la preferencia por el término más genérico mesón exótico . Incluso cuando hay acuerdo en que uno de varios estados es uno de estos mesones modelo no quarks, el grado de mezcla y la asignación precisa están plagados de incertidumbres. También existe el considerable trabajo experimental de asignar números cuánticos a cada estado y verificarlos en otros experimentos. Como resultado, todas las asignaciones fuera del modelo de quarks son provisionales. El resto de este artículo describe la situación tal como estaba a finales de 2004.
Las predicciones de QCD de celosía para bolas de pegamento ahora están bastante establecidas, al menos cuando se desprecian los quarks virtuales . Los dos estados más bajos son
Se espera que el 0 −+ y las bolas de pegamento exóticas como 0 −− se encuentren encima2 GeV / c2 . Las bolas de pegamento son necesariamente isoscalares (tanto para isospin fuerte como trivialmente para isospin débil ), con I = T = 0 .
Los mesones híbridos en estado fundamental 0 −+ , 1 −+ , 1 −− y 2 −+ se encuentran un poco por debajo2 GeV / c2 . El híbrido con números cuánticos exóticos 1 −+ está en1,9 ± 0,2 GeV/ c2 . Los mejores cálculos de red hasta la fecha se realizan con la aproximación apagada , que ignora los bucles de quarks virtuales . Como resultado, estos cálculos no se mezclan con los estados de los mesones.
Los datos muestran cinco resonancias isoescalares: f 0 (500), f 0 (980), f 0 (1370), f 0 (1500) y f 0 (1710). De estos el f 0 (500) suele identificarse con el σ de los modelos quirales . Las desintegraciones y producción de f 0 (1710) dan una fuerte evidencia de que también es un mesón.
Los f 0 (1370) y f 0 (1500) no pueden ser ambos un mesón modelo de quark, porque uno es supernumerario. La producción del estado de mayor masa en reacciones de dos fotones , como reacciones 2γ → 2π o 2γ → 2K, está altamente suprimida. Las desintegraciones también dan alguna evidencia de que una de ellas podría ser una bola de pegamento.
El f 0 (980) ha sido identificado por algunos autores como un mesón tetraquark, junto con los estados I = 1 a 0 (980) y κ 0 (800). Dos estados de larga duración ( estrictos en la jerga de la espectroscopia de partículas): el estado escalar (0 ++ )
D*±
s J(2317) y el mesón vector (1 + )
D*±
s J(2460), observados en CLEO y BaBar , también han sido identificados tentativamente como estados de tetraquark. Sin embargo, para estos, son posibles otras explicaciones.
Definitivamente se identifican dos estados isoescalar: f 2 (1270) y el f 2 ′ (1525). Ningún otro estado ha sido identificado consistentemente en todos los experimentos. Por tanto, es difícil decir más sobre estos estados.
Los dos isovectores exóticos π 1 (1400) y π 1 (1600) parecen estar bien establecidos experimentalmente. [1] [2] [3] Un análisis reciente de canales acoplados ha demostrado que estos estados, que inicialmente se consideraron separados, son consistentes con un solo polo. Un segundo Estado exótico se ve desfavorecido. [4] Se favorece la asignación de estos estados como híbridos. Los cálculos de QCD de celosía muestran que los números cuánticos π 1 con 1 −+ más ligeros tienen una fuerte superposición con operadores que presentan construcción gluónica. [5]
Los π (1800) 0 −+ , ρ (1900) 1 −− y los η 2 (1870) 2 −+ son estados bastante bien identificados, que algunos autores han identificado tentativamente como híbridos. Si esta identificación es correcta, entonces hay una notable concordancia con los cálculos reticulares, que ubican varios híbridos en este rango de masas.