martes, 11 de octubre de 2011

¿Quién ordenó eso? Una partícula X-extraordinarios

El modelo de los quarks de la materia se encuentra en los modelos más exitosos de la física moderna.
En él se explica la estructura de los protones y neutrones en la materia, que explica por qué vemos los quarks en mesones y bariones, y predice una "tabla periódica" de los hadrones. 

Todo iba tan bien hasta el X (3872) vino a lo largo y desordenado todo. Cuando Rabi enteró de la noticia del descubrimiento del muón él respondió: 



"¿Quién ordenó eso?"

                    Ha sucedido de nuevo, esta vez con los hadrones.


CDF X (3872) pico de masa
CDF X (3872) pico de masa

El modelo de los quarks predice que los quarks no pueden aparecer solos. 
Siempre tiene que venir en grupo, y sólo hay dos maneras puede organizar
y quarks.
 Pueden aparecer en grupos de tres quarks o antiquarks (conocido como bariones), o pueden aparecer como un par quark-antiquark (conocidas como mesones).
 Formalmente, también pueden aparecer en combinaciones de bariones y mesones, y de hecho los núcleos de los átomos están unidos estados de bariones. 
Hasta el momento no se han definido para conocer los candidatos estados ligados de los mesones. 
En la actualidad, casi todos los mesones se han descubierto y encajar en este marco, y la mayoría de los bariones también han sido identificados. 
Con el fin de mostrar los mesones y bariones correctamente, necesitamos ir más allá de las habituales dos dimensiones de mesa, por lo que los multipletes se muestra en los diagramas multidimensional. 
Si nos limitamos a los cuatro quarks más ligeros que pueden mostrar los mesones en una hexadecuplet en tres dimensiones:
Encontrar hogares para los mesones
Encontrar hogares para los mesones (tomado de mi tesis)
Cada una de esas partículas se ha descubierto y medido sus propiedades. Nuestro estado de los modelos más actuales se las masas sobre la derecha. 
Siempre esperamos que una partícula que falta,
 nos fijamos en los datos y lo vea. 
Todavía estamos perdiendo una bariones pocos, pero nos vamos acercando.
Entonces el X llegó. Hizo su primera aparición en el experimento E705 en el Fermilab, pero por lo que recuerdo haber escuchado, fue ignorado en gran medida. 
Belle anunció el descubrimiento de una nueva partícula misteriosa en 2003. 
Esta nueva partícula era una resonancia estrecha que le gustaba a la descomposición de los piones J / ψ y dos. 
Al principio sólo parecía un poco extraño, pero el análisis demostró que no encajaba con lo que cualquiera podría esperar. 
Por ejemplo, si se parte del espectro charmonium normal, también podría decaer emitiendo un fotón. 
Es lo suficientemente pesado para la descomposición directamente a los mesones encantados, pero por alguna razón, prefiere poner un pión extra en su lugar.
 Después de analizar el giro de la partícula a través de análisis el giro angular y la paridad de la partícula no parece tener sentido.
 La partícula se ha visto en al menos seis diferentes experimentos independientes, y no parece ser una fluctuación estadística. 
Tras años de búsqueda, aquí está todo lo que sabemos acerca de la X (3872), tomado del Particle Data Group:
X (3872) propiedades (Grupo de partículas de datos)
X (3872) propiedades (Grupo de partículas de datos)
X (3872) se desintegra (Grupo de partículas de datos)
X (3872) se desintegra (Grupo de partículas de datos)
Desde que se descubrió la X (3872) hemos visto una gran cantidad de partículas similares que tienen nombres igualmente imaginativas como Y (4360). 
Estos estados los teóricos de la unidad de sabor fuerte loco.
 Algunos de los modelos propuestos incluyen tetraquarks (dos quarks y antiquarks dos en un estado asociado) una molécula de mesones y glueball (un conjunto de gluones). 
En mis momentos más oscuros a veces pienso que sería divertido que en realidad era el bosón de Higgs.
 Por supuesto que no, sus propiedades están mal, pero sería irónico que estábamos buscando en todos los lugares equivocados.
El X (3872) se discutió varias veces en el encanto de 2010 de la conferencia. 
Una de las mejores charlas estuvo a cargo de Marina Nielson, y nos muestra lo que el espectro charmonio se vería si se incluyen estas nuevas partículas. 
Es un poco complicado:
El espectro charmonio extendida.  (M Nielson, Charm 2010)
El espectro charmonio extendida. (M Nielson, Charm 2010)
Desde 2010 Charm he alejado de la física Encanto en favor de las nuevas búsquedas de la física en el LHC, por lo que no tengo ninguna información nueva sobre el estado de la X (3872).
 Me imagino ATLAS, CMS y LHCb todos pudieran reconstruir, si querían, pero hasta ahora todo lo que he visto es el resultado de la CMS, presentado en Blois. 

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