Scientific.ru
Новости науки
Текущие открытия в ФЭЧ: природа мезона Ds*(2317)

 
Суть проблемы:

    Мезон Ds*(2317), открытый недавно коллаборацией BaBaR (и подтвержденный затем коллаборацией CLEO), не очень вписывается в общепризнанную кварк-антикварковую картину мезонов. Эта частица была открыта как резонанс в системе Ds π, а значит, она содержит кварки c и анти-s. Поскольку основное состояние в (c анти-s) системе, Ds-мезон, уже известен и имеет массу 1969 МэВ, значит это возбужденное состояние (c анти-s) системы.

    Рис.1 Спектр Ds-мезонов. Сплошными черными линиями показаны наблюдавшиеся в эксперименте частицы, штриховыми прерывистыми линиями -- состояния, предсказанные теоретически в работе [2]. Левый столбец -- s-волновые состояния, правый -- p-волновые состояния. Везде заметно хорошее согласие теории и эксперимента -- кроме Ds*(2317) мезона, показанного розовым цветом. Горизонтальная штрих-пунктирная линия -- порог рождения D+K системы. Красными стрелками показаны ненаблюдавшиеся радиационные распады.

    Из эксперимента BaBaR следует, что, скорее всего, эта частица есть p-волновое возбуждение Ds-мезона (то есть состояние с орбитальным моментом единица) и полным спином нуль (то есть, орбитальный момент и полный спин кварков вместе складываются в нуль). Но p-волновые состояния (c анти-s) системе теоретически изучали уже давно, и для такого состояния была предсказана масса в районе 2480-2490 МэВ, [2], см. Рисунок. А эксперимент дал массу существенно ниже этих предсказаний (показана розовым цветом).

    Это было во-первых. Во-вторых, если Ds*(2317) действительно возбужденное состояние в (c анти-s) системе, то должны наблюдаться радиационные переходы (то есть, переходы с испусканием фотонов) в основное состояние -- ровно так же, как это имеет место для возбужденных состояний атомов (показаны на Рисунке красными стрелками). Таких распадов, ни с одним фотоном, ни с двумя фотонами, не обнаружено.

    Итак, проблема заключается в том, чтобы понять, что это за мезон. Если это кварк-антикварковое состояние, то почему теория так сильно расходится с экспериментом. Если же это не кварк-антикварковая пара, то из чего тогда состоит этот мезон.

Статус открытия [на 30.06.2003]:
    Открытие резонанса неоспоримо: он найден уже двумя коллаборациями. Поставлен вопрос об его интерпретации. Оказалось, что теория предлагает сразу несколько вариантов объяснения этого мезона.

    Расчеты на решетках показывают, что это точно не кварк-антикварковое состояние.

    Одна из теоретических групп все настойчивее утверждает, что они поняли природу и свойства этого мезона (а заодно и его собрата, открытого недавно мезона Ds*(2460).) Возражений пока не видно.

Мои ставки:

    60% -- теория сможет описать мезон как адронную молекулу;
    30% -- теория сможет описать мезон как преимущественно кварк-антикварковое состояние;
    10% -- существующие теории не смогут описать мезон; потребуется их развитие;
Материалы:

Вернуться на главную страницу проекта

Обсудить на форуме


На главную страницу