Was ist der Unterschied zwischen einem Pentaquark und einem Proton?

Man spricht von neuen Resonanzen innerhalb baryonischer Zerfallsprodukte, die in den üblichen Streuexperimenten schwer zu sehen sind:

Die Masse von J/ψ–Proton (J/ψ p) Kombinationen von Λb → J/ψpK-Zerfällen. Die Daten sind als rote Rauten dargestellt. Die vorhergesagten Beiträge der Zustände Pc(4380)+ und Pc(4450)+ sind in den violetten bzw. schwarzen Verteilungen angegeben. Einschub: die Masse von J/ψ p-Kombinationen für einen eingeschränkten Bereich der Kp-Masse, wo der Beitrag des breiteren Pc(4380)+-Zustands ausgeprägter ist.

Was sagen uns diese Daten:

Das Λb hat als udb drei Valenzquarks und eine Masse von 5,620GeV. ABER es zeigt in seinen Zerfallsmodi Resonanzen, die Pentaquarks zugeschrieben werden.

Wenn man einen J/Ψ-Strahl von Mesonen hätte haben können, wie man einen K-Strahl haben kann, und J/Ψ an Protonen streuen könnte, würden diese Resonanzen in den Streuexperimenten erscheinen. Da das J/Ψ eine so kurze Lebensdauer hat und ein Neutralleiter in einem Strahl schwer zu manipulieren ist, ist dies die einzige Möglichkeit, diese zu sehen und zu klassifizieren.

Im Proton selbst ist nicht genug Energie vorhanden, damit die virtuellen Quark-Antiquark-Paare des Meeres eine Art „Valenz“-Zustand annehmen könnten.

Die Seequarks und Gluonen im Protonengraphen in Prof. Die Website von Matt Strassler, die Sie zitieren, haben andere Energieinhalte.

Der Beitrag von Seequarks in Streuexperimenten ist sehr klein, wie aus den Antiquark-Verteilungen ersichtlich ist. Wenn ein Valenz-Pentaquark innerhalb des Protons existierte, wäre es in den tiefinelastischen Experimenten aufgetreten, die die Parton-Verteilungen untersuchen.

Denken Sie an Nuklearmodelle, bei denen Modelle mit Alphateilchen im Inneren des Kerns verwendet werden. Dies kann im Proton aufgrund der großen Energieskalen, die durch die starken Wechselwirkungen eingeführt werden, nicht passieren.

Es scheint, dass wir die Existenz von Pentaquarks akzeptieren müssen, da die statistische Signifikanz hoch ist und Quervergleiche erfolgreich sind. Pentaquarks werden von verschiedenen Theorien zugelassen, aber ihre Massenwerte müssen experimentell bestimmt werden, und es scheint, dass es passiert ist.

Was ist der Unterschied zwischen einem Pentaquark und einem Proton?

Man muss das „Warum“ weiter führen als „ein Proton ist ein Beutel aus Quarks, Antiquarks und Gluonen“, in „warum diese einzigartige Masse und kein Kontinuum?“. Die Baryonenentkopplung zeigt, dass es mehr Baryonenresonanzen gibt, also gibt es keine eindeutige Masse, sondern Massen, die einer Symmetrie gehorchen, die in die SU(3)xSU(2)xU(1)-Symmetrien des Standardmodells integriert ist. Dies liegt an der Flavour-Blindheit der starken Wechselwirkung, die die Flavour-Quantenzahlen nicht unterscheidet.

So wie die Energieniveaus von Wasserstoff nicht das gesamte Energiespektrum abdecken, sondern diskret sind, sind die hadronischen Massen diskret, wobei Proton und Neutron den Grundzustand des baryonischen Satzes darstellen. Es gibt auch die Mesonenmenge mit Symmetrien, die durch ihre Massen angezeigt werden. Die Pentaquark-Hypothese folgt dieser Logik, dass die schwache Wechselwirkungsblindheit der starken Wechselwirkungen starke gebundene Zustände erlauben kann, die komplizierter sind als dreiwertige, und es scheint, dass die Hypothese gültig ist.

(Als Hinweis auf Rechenfortschritt, Ab-initio-Berechnung der Neutron-Proton-Massendifferenz )

Hier ist zum Beispiel ein Papier mit den möglichen Darstellungen von Pentaquarks, in Analogie zu den Baryonen-Oktetten und Dekupletts:

Wir untersuchen die SU(3)-Gruppenstruktur von Pentaquark-Baryonen, die aus vier Quarks und einem Antiquark bestehen. Die Pentaquark-Baryonen bilden 1,8,10,10,27 und 35 Multipletts im SU(3)-Quarkmodell.