Hexakvark

Hexakvarky jsou velká rodina hypotetických složených subatomárních částic, které se mohou skládat z celkem šesti kvarků a/nebo antikvarků jakýchkoli vůní s celkovým nulovým barevným nábojem. Patří do kategorie tzv. exotických hadronů.

Podmínka nulového barevného náboje umožňuje několik způsobů, jak kvarky a antikvarky zkombinovat. Hexakvark může obsahovat dvě trojice kvarků (qqq + qqq) připomínající dva baryony svázané dohromady, pak se nazývá dibaryon (resp. antidibaryon jako jeho antikvarková obdoba qqq + qqq). Může také obsahovat tři kvarky a tři antikvarky připomínající buď vázaný tetrakvark (qqqq) a mezon (qq), nebo tři svázané mezony (qq + qq + qq), případně baryon vázaný s antibaryonem (qqq + qqq). Základní dibaryonový stav se podle teoretických výpočtů jeví jako potenciálně stabilní, naopak kombinace tří kvarků a tři antikvarků jsou na samé hranici stability (pokud ne za ní), přičemž stabilnější by měla být kombinace připomínající vázaný tetrakvark a mezon.[1]

Dibaryony

S první dibaryonovou hypotézou přišel již v r. 1976 Robert Jaffe, který navrhl možnost existence potenciálně stabilního „dihyperonu H“, složeného z kvarků u, d, s, u, d, s jakožto vázaný stav dvou hyperonů Λ.[2]

Pokud by byly v nějaké reakci dibaryony vytvořeny, předpokládá se, že budou přinejmenším v základním (neexcitovaném) stavu relativně stabilní (v řádech běžných pro baryonové rezonance) vzhledem k rozpadu na dva baryony. Bylo navrženo několik experimentů s cílem pozorovat dibaryonové rozpady a interakce. Několik možných rozpadů bylo pozorováno v 90. letech, ale ani v roce 2016 nejsou tato pozorování potvrzena.[3][4][5]

V roce 2014 byla zjištěna přítomnost potenciálního dibaryonu v Forschungszentrum Jülich na energii 2380 MeV. Částice d*(2380) existovala po dobu zhruba 10−23 sekund.[6]

V roce 2023 byla publikována studie, která dává silnou podporu existenci dibaryonu D6b tvořeného šesti kvarky b se strukturou dvou vázaných baryonů Ωbbb.[7]

Přirozený výskyt hexakvarků

Existuje teorie, podle níž by mohly částice jako jsou hyperony a dibaryony tvořit vnitřek neutronových hvězd[8][9], což by měnilo poměr hmotnosti a průměru těchto objektů způsobem, který by mohl být detekovatelný. Naopak měření neutronových hvězd stanovuje některé limity pro vlastnosti dibaryonů.[10] Velká část neutronů by se mohla přeměnit na hyperony a ty následně sloučit do dibaryonů během rané fáze jejího zhroucení na černou díru. Tyto dibaryony by se rychle rozpadaly na kvark-gluonové plazma během kolapsu nebo na nějaké dosud neznámé skupenství.

Hexakvarky jsou potenciálním kandidátem na temnou hmotu.[11][12]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hexaquark na anglické Wikipedii.

  1. ↑ VIJANDE, J. Stability of hexaquarks in the string limit of confinement. Physical Review D. 2012-01-01, roč. 85, čís. 1. Dostupné online [cit. 2016-09-28]. Dostupné také na: [1]. DOI 10.1103/PhysRevD.85.014019. arXiv 1111.5921. (anglicky) 
  2. ↑ R. L. Jaffe. Perhaps a Stable Dihyperon?. Physical Review Letters. 1977, s. 195. Dostupné online. Dostupné také na: [2]. DOI 10.1103/PhysRevLett.38.195. Bibcode 1977PhRvL..38..195J. (anglicky) 
  3. ↑ J. Belz et al. (BNL-E888 Collaboration). Search for the weak decay of an H dibaryon. Physical Review Letters. 1996, s. 3277–3280. DOI 10.1103/PhysRevLett.76.3277. Bibcode 1996PhRvL..76.3277B. arXiv hep-ex/9603002. (anglicky) 
  4. ↑ R. W. Stotzer et al. (BNL-E836 Collaboration). Search for H dibaryon in He-3 (K-, k+) Hn. Physical Review Letters. 1997, s. 3646–36490. DOI 10.1103/PhysRevLett.78.3646. Bibcode 1997PhRvL..78.3646S. (anglicky) 
  5. ↑ A. Alavi-Harati et al. (KTeV Collaboration). Search for the weak decay of a lightly bound H0 dibaryon. Physical Review Letters. 2000, s. 2593–2597. DOI 10.1103/PhysRevLett.84.2593. Bibcode 2000PhRvL..84.2593A. arXiv hep-ex/9910030. (anglicky) 
  6. ↑ P. Adlarson. Evidence for a New Resonance from Polarized Neutron-Proton Scattering. Physical Review Letters. 2014, s. 202301. DOI 10.1103/PhysRevLett.112.202301. Bibcode 2014PhRvL.112t2301A. arXiv 1402.6844. (anglicky) 
  7. ↑ Tata Institute of Fundamental Research. Evidence for the existence of a deeply bound dibaryon, built entirely from beauty quarks. Phys.Org [online]. 2023-03-17 [cit. 2023-04-18]. bound-dibaryon-built.html Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ V. A. Ambartsumyan; G. S. SAAKYAN. The Degenerate Superdense Gas of Elementary Particles. Soviet Astronomy. 1960, s. 193. Dostupné online. Bibcode 1960SvA.....4..187A. (anglicky) 
  9. ↑ S. Kagiyama; A. NAKAMURA; T. OMODAKA. Compressible bag model and dibaryon stars. Zeitschrift für Physik C. 1992, s. 557-560. DOI 10.1007/BF01474728. Bibcode 1992ZPhyC..56..557K. (anglicky) 
  10. ↑ A. Faessler; A. J. BUCHMANN; M. I. KRIVORUCHENKO. Constraints to coupling constants of the ω- and σ-mesons with dibaryons. Physical Review C. 1997, s. 1576. DOI 10.1103/PhysRevC.56.1576. Bibcode 1997PhRvC..56.1576F. arXiv nucl-th/9706080. (anglicky) 
  11. ↑ BASHKANOV, Mikhail; WATTS, Daniel P. A new possibility for light-quark dark matter. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics [online]. IOP Publishing, 12. únor 2020. Svazek 47, čís. 3: LT01. Dostupné online. ISSN 1361-6471. DOI 10.1088/1361-6471/ab67e8. (anglicky) 
  12. ↑ HOUSER, Pavel. Nový kandidát na temnou hmotu – šestikvarková částice d-star. SCIENCEmag.cz [online]. Nitemedia s.r.o., 4. březen 2020. Dostupné online.