2003 년 8 월, 일본의 KEKB 입자 가속기 실험은 예상치 못한 입자의 힌트를 발견했습니다. Quarks라는 초등학교 빌딩 블록의 복합재는 Mesons와 같은 두 개의 쿼크 또는 3 개의 쿼크와 같은 두 개의 쿼크가 아니라 모든 가시적 인 물질을 구성하는 4 개를 포함하지 않았으며, 이론적 물리학자가 본질적 물리학자가 허용되지 않았다고 생각한 숫자를 포함했습니다. 이 후보자“테트라 쿼크”는 너무 빨리 붕괴되어 입자라고 부르는 것이 스트레치처럼 보였습니다. 그러나 전 세계의 실험에서 비슷한 형성이 나타 났을 때, 그들은 양자 규모에서 물질의 올바른 그림에 대한 전문가들 사이에서 치열한 논쟁을 불러 일으켰습니다.
대부분의 테트라 쿼크는 새로운 종류의 미니어처 분자 (본질적으로 2 개의 궤도 중간손, 각각 하나의 일반 쿼크와 1 개의 안티 라트 쿼크 또는 골동품으로 만들어졌지만 작은 파견단은 그것들을 동일한 소량의 공간에 겹치는 두 개의 쿼크와 두 개의 골동품이 독립형 입자로 보았습니다.
.로마의 사피엔자 대학교 (Sapienza University of Rome)의 이론가 인 안토니오 폴로 사 (Antonio Polosa)는“우리는 서로를 미워한다”고 말했다. "우리는 정말로 서로를 미워합니다."
모든 당사자는 테트라 쿼크가 실제라는 사실을 확신하지 못했습니다. 17 마일, 제네바 근처의 17 마일, 양성자 스모킹 링 인 대형 Hadron Collider의 데이터가 나타날 때까지. 물리 검토 서한에서 6 월에보고 된 상세한 측정은 2007 년 일본의 가속기에서 2007 년에 처음 발견되고 Z (4430)로 지정된 입자가 분명히 테트라 쿼크임을 확인합니다. 이제 발견은 물리학 자들이 쿼크 상호 작용에 대한 간단한 그림을 확장하도록 강요하거나 마침내 그것을보다 미묘한 이해로 대체하도록 강요하고 있습니다.
그리고 혼합 된 검토를 위해, Z (4430)의 특성은 약자 "Diquark 모델"과 Tetraquarks가 진정한 입자라는 가설을 분명히 선호합니다. 그러한 국가의 존재는 이국적인“hadrons”또는 4 개 이상의 그룹을 포함하여 쿼크로 만든 입자를 암시 할 것입니다. 또한 미묘한 양자 상호 작용을 증명할 수있는 가상의 "쿼크 스타"의 코어를 형성 할 수 있습니다. 파이핑 핫 쿼크 수프는 유아 우주를 포화시키는 것으로 생각되었고, 집에 가깝게 평범한 물질의 양성자 및 중성자 빌딩 블록이 있습니다.
.Diquark 모델의 창시자 중 한 명인 Polosa는“다른 해석은이 입자와 관련하여 솔직히 말해서 실제로는 어리석은 일이 아닙니다.
그러나 라이벌 분자 모델의 옹호자들은 동의하지 않습니다. 그들의 마음에, Tetraquarks는 평범한 원자 규모 이하의 화학에 관여하는 소설의 보수적 인 이야기를 들려줍니다. 이스라엘 텔 아비브 대학교 (Tel Aviv University)의 입자 물리학자인 마렉 카를러 (Marek Karliner)는 분자로서 섞는 두 가지 유형의 메손들의 조합과 달리 Z (4430)는 분자로서“더 어려워진다”고 말했다. 그러나 그는 Diquark 모델은 그 자체로 문제가 있다고 말했다.
각 모델이 다른 관점에서 당황한 것처럼 보이는 20 개 후보 후보 테트라 쿼크 중 일부를 설명 할 수 있으므로, 세 번째 견해는 최근에 근거를 얻었습니다. 간단한 모델이 부족하다는 믿음. 오하이오 주립 대학의 이론 물리학자인 에릭 브라 아텐 (Eric Braaten)은“이 모델들은 모두 진실의 일부를 가질 수있다”고 말했다.
Diquark와 분자 모델은 Tetraquarks가 오기 전에 반세기 동안 완벽하게 작동하는 Hadrons의 만화 사진을 구원하려는 시도입니다. 이 "Quark Model"은 양성자가 마치 3 개의 부풀린 쿼크로 만들어진 것처럼 취급하며, 각각은 총 질량에 3 분의 1을 기여합니다. 그러나 실험에 따르면 양성자 (및 다른 Hadron)의 쿼크는 실제로 양식의 1 천분의 1에 불과한 합계보다 훨씬 가볍습니다. 질량의 나머지 부분은 3 개의 쿼크를 함께 붙이는 데 관여하는 에너지에서 비롯됩니다. 메릴랜드 대학교 (University of Maryland)의 물리 교수 인 토마스 코헨 (Thomas Cohen)은“ 'Quark'이라고 부르는 것은 Quark-Antiquark 쌍과 접착제가있을 수 있습니다.
Hadrons의 정확한 구조는 Quantum Chromodynamics (QCD)라고 불리는 강한 힘의 40 세 이론의 접힘에 숨겨져 있지만, 말기 쉽지만 무한히 자기 참조 및 해결할 수없는 방정식 세트입니다. Braaten은 QCD의 무한한 복잡성이 왜 QCD의 무한한 복잡성이 쿼크 모델과 동등한 것처럼 보이는지, 즉 왜 양성자로 알려진 쿼크와 글루온의 역동적 인 합류가“어떻게 든 세 입자의 간단한 복합재 인 것처럼 행동합니다”라고 말했다. 지금까지 모든 Hadrons는 그러한 단순성을 정리했습니다. 1970 년대에 실수로 QCD의 단순화 된 아날로그와 일치하지 않는 유명한 이론가 인 Edward Witten과 Sidney Coleman이 Quark 모델에 의해 포착되지 않은 이론의 첫 번째 표현으로 판명 된 Tetraquarks는
입니다.Braaten은“Tetraquarks가 실험적으로 발견되었고 예측되지 않았다는 당황스러운 사실은 우리가 QCD를 이해하지 못하고 우리가 생각한 것만 큼 이해하지 못한다는 것을 나타냅니다.
이제 쿼크 모델을 완전히 버리지 않고 분자 및 Diquark 모델의 지지자들은 새로운 발견을 포괄하도록 확장하기를 희망합니다.
원래 모델의 정신으로, 두 개의 제안 된 확장은 Tetraquarks가 통통한 쿼크의 포섬 인 척합니다. 그러나 그들은 이러한 구성 요소가 어떻게 배열되는지에 대한 반대 비전을 제시합니다. QCD와 Quark 모델 모두에 따르면 Quarks는 "색상"이라는 속성을 가지고 있으며, 색상 중립인 집단 상태에 들어가야합니다. 예를 들어 기본 색상을 빨간색, 녹색 및 파란색으로 결합하는 것처럼 세 쿼크의 색상은 양성자 내부에서 서로를 취소합니다. 그리고 파란색과 노란색과 같은 보완적인 색상과 마찬가지로 쿼크는 골동품과 짝을 이루어 무색의 자극을 형성합니다. 그러나 4 개의 쿼크는 어떻게 테트라 쿼크 내부에서 색 중립성을 달성합니까?
분자 그림에서, 두 개의 쿼크 각각은 두 개의 골동품 중 하나와 쌍을 이루며, 두 개의 색상 중립 메손을 형성하는 두 개의 색상 중성기를 형성하는 두 개의 색상 중성기를 형성합니다. 그러나 Diquark 모델에서 쿼크는 골동품과 마찬가지로 "Diquark"쌍을 형성합니다. 두 쌍은 순 색상을 가지므로 파트너를 전환하고 해리하기 전에 순간에 작고 색상 중립 입자로 융합해야합니다.
.분자 모델의 주요지지 사례는 두 개의 별도의 메손의 합에 매우 가까운 질량을 가지고 있으며, 이는 이들이 분해하기 전에 가장 작은 접착제 (모발에 의해 결합 된 분자 덩어리를 바꾸는)에 의해 잠깐 묶여 있음을 암시합니다. 2003 년 일본에서 발견 된 Tetraquark 신호는 알려지지 않은 정체성과 측정 된 질량으로 X (3872)로 지정 되어이 질량 우연의 일치를 나타 냈습니다. 그것과 후속 예제의 스터 링은 분자 모델을 초기 두드러지게 향상 시켰습니다.
Karliner는“Occam의 면도기 접근 방식은 가장 간단한 것을 시도합니다. "그것이 작동한다면 그것이 바로 그 것입니다."
그러나 최근 Z (4430)의 발견으로 면도기는 분자 모델에 반대했습니다. Tetraquark의 질량 및 "스핀 파리"라는 속성과 같은 기타 세 심하게 측정 된 특성은 두 Mesons와 일치하지 않습니다. 비평가들에게 이것은 분자 아이디어를 죽인다. 애리조나 주립 대학의 리차드 르베드 (Richard Lebed)는“그 증거의 중요성은 아직 침몰하지 않았다”고 말했다. "특정 그림을 다루는 데 오랜 시간을 보냈다면 그것이 옳지 않다는 증거에 대한 저항이 있습니다."
.Lebed는 너무 많은 테트라 쿼크 후보자들이 알려진 메손 조합의 거의 정확히 대중을 가지고 있다는 것이 약간 당혹 스럽지만, 다른 Diquark 지지자들은 이러한 우연의 우연의 쿼크와 골동품을 불가피하게 부릅니다.
그리고 궁극적으로 대부분의 비평가들은 분자 모델을 삼키기가 어렵다는 것을 알게됩니다. 두 개의 메손의 깨지기 쉬운 구조물은 어떻게 큰 Hadron Collider에서 양성자의 근적 속도 충돌의 중간에 너무 작은 접착제와 함께 붙잡을 수 있습니까? 폴로 사는“이것은 핵 폭발의 일종의 크리스탈 유리입니다.
Diquark 사진은 Z (4430) 발견의 여파로 앞서 나갈 수 있지만, 불완전한 상태로 남아 있습니다. 최근에 폴로 사와 같은 지지자들은 특정 쿼크 조합이 허용되는 것처럼 보이는 이유를 설명하는 새로운 대칭 규칙으로 모델을 마무리하기 위해 노력해 왔으며, 다른 사람들은 분자 모델에 의해 훨씬 더 잘 캡처 된 패턴입니다. 한편, 물리적 검토 편지에 출판 할 수있는 새로운 논문에서 Lebed와 동료들은 왜 화려한 Diquark와 Antidiquark 쌍이 처음에 형성 될 수 있는지, 왜 빠르게 부패하는지 설명하려고 시도합니다. 올바른 경우, 이러한 규칙은 Hadron Physics에 대한 다른 예측에 영향을 줄 것입니다. 그들은 또한 양성자와 중성자와 같은 친숙한 hadron에 대한 이해를 심화시킬 것입니다.
그러나 모든 사람이 Diquark 사진이 작동하기 전까지는 꾸며진 것에 만족한다고 느끼는 것은 아닙니다.
코헨은“이 모델에는 많은 손잡이가 있습니다. "일이 제대로 될 때, 당신은 승리를 선언하고, 그것이 제대로 얻지 못하면, 당신은 손잡이를 돌리기 시작합니다." 그는 두 모델 사이의 분쟁은“데이터를 합리적으로 잘 설명하기위한 더 나은 출발점”을 파악하는 것이라고 말했다.
Cohen과 Braaten과 같은 물리학 자들은 Tetraquarks의 전체 스펙트럼은 QCD의 끝없는 방정식을 더 잘 근사화함으로써 예측할 수 있다고 생각합니다. 또한 빅뱅 후 밀리 초과 같은 쿼크 및 글루온의 다른 알 수없는 특징을 밝히는 노력입니다. 물리 검토 D의 최근 논문에서 Braaten과 동료들은 Tetraquarks를 예측하는 데 효과가 있다고 생각하는 슈퍼 컴퓨터에서 작동 할 수있는 근사 체계를 제안했습니다.
그러나 이러한 접근 방식의 장점은 한계가 될 수 있습니다. 40 년 동안 연구원들은 순진한 쿼크 모델보다 데이터에 훨씬 더 적합한 QCD의 요약을 구축하지 못했습니다. 많은 이론가들은 QCD Quagmire에 들어가기보다는이 간단하고 효과적인 이해를 확장하는 것을 선호합니다.
따라서 문제는 여전히 남아 있습니다. Tetraquarks의 향후 다이어그램에서 쿼크는 쿼크 또는 골동품과 손에 닿을 것인가?
Lebed는“모든 데이터가 알려진 후에는 다른 사람보다 실질적으로 더 성공적인 사진이있을 것입니다. "하지만 여전히 잔소리하는 미스터리가 몇 명 있다면 나는 전혀 놀라지 않을 것입니다."
.
