Вы один из авторов этой статьи? Напишите нам с рабочей или университетской почты, указав arXiv ID этой статьи, и мы подтвердим вас и дадим доступ к редактированию этой страницы.
Вы автор работы и видите, что мы что-то упустили или поняли неточно? Напишите нам: тема письма уже содержит номер статьи. Мы прочитаем, учтём и поправим разбор.
Распад одной частицы показал, из чего на самом деле состоят лёгкие скалярные мезоны.
📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.
Внутри протона и нейтрона кипит жизнь: кварки обмениваются глюонами, и на мгновение возникают пары частиц, которые тут же исчезают. Некоторые из них, так называемые скалярные мезоны, живут всего 10⁻²³ секунды — меньше, чем нужно свету, чтобы пересечь атомное ядро. Учёные давно спорят, что они собой представляют: обычные пары кварк-антикварк, тетракварки (четыре кварка вместе) или даже «молекулы» из двух мезонов, слипшихся как капли воды.
Ускоритель BESIII в Пекине сталкивает электроны с позитронами и рождает Ds-мезоны — частицы, которые живут достаточно долго, чтобы их распад можно было детально изучить. В новом эксперименте физики впервые увидели, как Ds-мезон распадается на три пиона и эта-мезон. Среди обломков они заметили пару a0(980) и f0(500) — двух скалярных мезонов. Частота такого распада оказалась около одного процента — намного больше, чем предсказывали простые модели. Это как если бы при разборке конструктора из четырёх деталей каждый сотый раз две детали оказывались склеены невидимым клеем, о котором раньше не подозревали.
Измеренная вероятность распада Ds+ → a0(980)+ f0(500) составила (0.98 ± 0.16 ± 0.22)%. Это в десятки раз больше, чем дают наивные оценки, если считать a0 и f0 простыми парами кварков.
Такой неожиданно большой выход пары a0(980) и f0(500) намекает, что внутри этих частиц есть нечто более сложное, чем два кварка. Возможно, они действительно похожи на рыхлые «молекулы» из других мезонов, которые легко образуются в тесном пространстве распада. Новые данные дают теоретикам жёсткие ограничения: любая модель внутреннего устройства скалярных мезонов теперь обязана воспроизводить эту цифру.
Тот же эксперимент позволил уточнить, как часто Ds-мезон распадается с испусканием эта-мезона. Раньше часть таких распадов ускользала от детекторов, и на них оставался «тёмный» остаток в несколько процентов. Теперь, после измерения распада на π+π0π0η, этот неучтённый хвост сжался до (0.1 ± 3.1)% — практически до нуля. Физики, которые ищут редкие распады Ds-мезонов, получили более чистую картину: почти все пути распада с эта-мезоном теперь известны.
We report the first observation of the decay $$D_s^+ \to \pi^+\pi^0\pi^0\eta$$ in a data set corresponding to an integrated luminosity of 7.33 fb$$^{-1}$$, collected in $$e^+e^-$$ collisions by the BESIII detector at center-of-mass energies between 4.128 and 4.226 GeV. An unexpectedly large branching fraction $$\mathcal{B}( D_s^+ \to a_0(980)^+ f_0(500), a_0(980)^+ \to \pi^+\eta, f_0(500)\to \pi^0\pi^0) = (0.98 \pm 0.16_{\rm{stat.}} \pm 0.22_{\rm{syst.}})\%$$ is measured with a significance exceeding $$10\sigma$$, offering new constraints on the internal structure of light scalar mesons. The dominant intermediate process is $$D_s^+ \to a_1(1260)^+\eta, a_1(1260)^+\to \rho(770)^+\pi^0$$ with a branching fraction of $$(1.77 \pm 0.21_{\rm stat.} \pm 0.12_{\rm syst.})\%$$. The isospin symmetry has been validated to the decays of $$a_1(1260)^+\to \rho(770)^0\pi^+$$ and $$a_1(1260)^+\to \rho(770)^+\pi^0$$. Moreover, the measured $$\mathcal{B}(D_s^+\to \pi^+\pi^0\pi^0\eta|_{\rm{non}-\eta^\prime})=(2.97 \pm 0.23_{\rm stat.} \pm 0.14_{\rm sys.})$$ reduces the undetected $$D_s^+ \to \eta X$$ decay branching fractions to (0.1 $$\pm$$ 3.1)\%.
Скалярный мезон f0(500) раньше называли сигма-мезоном, и его существование долго оспаривали — слишком уж он широкий и нечёткий на графиках, как размытое пятно вместо резкой линии.
Хорошо читаетсяМноговато текстаНепонятноОтличноСуховато