XYZ粒子

素粒子物理学において、XYZ粒子（ XYZ状態とも呼ばれる）は、チャーモニウムおよびボトモニウム状態の標準的な描像に当てはまらない特性を持つ、最近発見された重い中間子である。 ^{[ 1 ]}したがって、これらはエキゾチック中間子の一種である。この用語は、最初に発見されたそのような粒子に与えられた名前、すなわちX(3872)、Y(4260)、Z _c (3900)に由来するが、記号XとYはその後、粒子データグループによって廃止されている。^{[ 2 ]}

理論的意義

2003年以来、XYZ粒子の発見を通じて、低エネルギー領域における標準モデル（SM）のフロンティアが出現した。量子色力学（QCD）の十分に確立された理論は、 2003年にBelle実験でX(3872)が初めて特定されて以来、多くのエキゾチックなチャーモニウムの発見によって検証されている。 ^{[ 3 ]}ハドロン物理学の基本モデルは、クォークが3つ（重粒子）のグループ、またはクォークと反クォークのペア（中間子）に組み立てられるというものである。チャームクォークと反チャームクォークを持つ中間子はチャーモニウムと呼ばれ、同じものがボトムクォークとボトムオニウムに類似している。これまで予測されていなかったチャーモニウムやボトムオニウムに似た状態が24以上発見されており、重いクォーコニウムの物理学の理解は未だ定まっていない。^{[ 4 ]}これまで提唱されてきた標準模型におけるエキゾチックな状態が、これらの新しい特異な粒子に当てはまる可能性がある。提案されている状態の一つは、クォーク、反クォーク、グルーオンの混成状態であり、チャームクォークと共に励起チャーモニウムと呼ばれることもある。4個以上のクォーク（テトラクォーク、ペンタクォークなど）からなるマルチクォーク状態や、複数の中間子からなる分子のような状態も提案されている。^{[ 5 ] [ 6 ]}これら3種類の状態はそれぞれ、新たに発見された粒子をある程度説明することに成功しているが、完全な説明はまだ見つかっていない。

粒子の種類

予言されていない質量を持つ最初のチャーモニウム状態はX(3872)であった。Belle共同研究チームはB -> K π+ π- J/ψ崩壊を探索していたところ、3872 で JCP量子数が 1++ であるπ+ π- J/ψ 不変エネルギーのピークを発見した。 X(3872) はBaBar、CDF、D0によってすぐに確認された。 X(3872) の質量はDD*の質量に近く、中間子分子またはテトラクォークの候補となっている。 2005 年にBaBar共同研究チームはπ+ π - J/ψ生成の初期状態放射からもY(4260) を発見した。これもまた、開いたチャーム中間子を持たない終状態との結合が大きいチャーモニウムのような粒子である。 BES III共同研究チームは2012年に4260MeVでのデータ取得を開始し、 B崩壊や初期状態放射の代わりに直接生成を観測することで、より高い輝度で研究を継続することができました。Z _c (3900)状態は2013年にBESIIIで発見されました。

参照

• エキゾチック中間子
• Z(4430)

参考文献

1. 「BESIIIとXYZの謎」 CERN Courier 、2014年4月30日。 2017年4月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年4月14日閲覧。
2. 「ハドロンの命名規則」（PDF） .粒子データグループ.
3. Shen Cheng-PingとBelle共同研究 (2010). 「BelleにおけるXYZ粒子」. Chinese Physics C . 34 (6): 615– 620. arXiv : 0912.2386 . Bibcode : 2010ChPhC..34..615S . doi : 10.1088/1674-1137/34/6/001 . S2CID 119181870 . 
4. 「BESIIIで観測された新しいベクトル粒子」高エネルギー物理学研究所2017年3月10日. 2017年4月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年4月14日閲覧。
5. パクロワ、ガリーナ V.パクロフ、パベル N.。アイデルマン、ザーメン I. (2010)。 「エキゾチックシャルモニウム」。物理学 - ウスペキ。53 (3): 219–241 .土井: 10.3367/ufne.0180.201003a.0225。S2CID 250860230。 
6. Nielsen, M. (2010). 「新たなエキゾチックチャーモニウム状態」. Chinese Physics C. 34 ( 9): 1157– 1162. Bibcode : 2010ChPhC..34.1157N . doi : 10.1088/1674-1137/34/9/002 . S2CID 250763143 .