Kerne n Teilchen Moerne Exerimentalhyik III Vorleng 15 MICHAEL FEINDT INSTITUT FÜR EXPERIMENTELLE KERNPHYSIK Baryonen KIT Univerität e Lane Baen-Württemberg n nationale Forchngzentrm in er Helmholtz-Gemeinchaft www.kit.e
Baryonen leichte Baryonen in a,, afgebat: 3 3 3 27 10 8 8 1 Nkleonen: N, Δ a, Qark (wie, n) Hyeronen: Λ, Σ, Ξ, Ω mineten 1 Qark Name N Δ Λ Σ Ξ Ω Ioin I 1/2 3/2 0 1 1/2 0 Strangene S 0 0-1 -2-3 Zahl - Qark 0 1 2 3 Nomenklatr bei chweren Baryonen (eretze ein rch c/b) z.b.: Λ c c Ξ b b Inex c Inex b 2 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
3 23.06.2014 Baryon Erzegng: Formationexerimente Formation: a b R c Proktion: a b R X c X Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15 + ++ + Δ π π Σ K K 0 0 K Λ π aoziierte Proktion 2 2 2 i i i i R E m! m a Strahleigen- chaften betimmbar m a invarianter Mae er Zerfallrokte c n betimmbar exkliv ð inkliv ð Δ ++ Λ 0, Σ 0 Δ ++, Λ 0, Σ 0 : Reonanzen
Baryonen - Mltilett Grnztäne: hier nr für q,, : L 0 keine Raialanregng ψ total ξ Ort ς Flavor χ Sin φ Farbe Baryonen Fermionen ó ψ total it antiymmetrich nter Atach von Qark χ Sin : ð Geamtin 1/2 oer 3/2 Deklett: ð J P 3/2 + L0 Farbwellenfnktion χ Sin ymmetrich ξ Ort ymmetrich ζ Flavor ymmetrich Φ Farbe total antiymmetrich φ Farbe 1 6 α r, g, b β r, g, b γ r, g, b ε αβγ q α q β q γ 4 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
5 23.06.2014 Baryon - Deklett 10 verchieene 3-Qark Ztäne mit J P 3/2 + n total antiymm. Wellenfkt: Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15 Ω Ξ Ξ Σ Σ Σ Δ Δ Δ Δ + + ++ 0 0 0 Wellenfnktion it in Wirklichkeit ymmetriiert: { } + + Δ + 3 1 SU(6) Symmetrie SU(3) Flavor V SU(2) Sin
Baryon Maen Mae: J3/2 größer al J1/2 Jee Qark trägt z höherer Mae bei Strangene Ioin 6 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15 Qelle: Povh, Teilchen n Kerne
Baryon Maen Maen: Mae wächt mit Strangene an (größere -Qark Mae) Maen er 3/2 + Baryonen ca 300 MeV höher al ie er 1/2 + (Sin Sin Wechelwirkng) M m i + Δ M SS Smme er Qark-Maen Magnetiche Momente: nktförmige Sin - ½ Teilchen: µ e Dirac! 2M okay für e.m. Für trktrloe Proton erwarte: µ e N! 2M µ 2. 79 Meng: Hinwei af Sbtrktr µ N i Sin-Sin Term 7 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
8 23.06.2014 2 1 2 1 1 Magnetiche Momente im Qarkmoell mit L0: Smme er magn. Momente er Kontitenten Qark: ψ it total antiymmetriche Qark Wellenfnktion e Proton mit µ -2 µ (für m m ) gilt: µ 3/2 µ µ n - µ µ Λ µ Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15 ψ µ ψ µ µ µ µ µ µ!!!!!! + + m e z,,, 2! µ ), ( (1,0) ), ( 1,1) ( 2 1 2 1 3 1 2 1 2 1 3 2 χ χ χ χ ψ Clebch Goran Koeffizienten für µ µ µ µ µ 3 1 3 2 ) ( + + analog: µ n 4/3 µ 1/3 µ
Mengen magneticher Momente Hyeronen (z.b. Λ) weren olariiert erzegt (Polariierng enkrecht zr Erzegngebene it ie einzige Möglichkeit, ohne P z verletzen) Schwacher Zerfall verletzt Parität, aher Polariation beim Zerfall meßbar: Λ 0 π : + Λ K : K W ( θ) α 1+ α coθ 0.64 (a Interferenz zwichen L0 n L1 Amlite) ð Protonen weren hatächlich in Richtng e Λ Sin emittiert Magnet Meng e Drehwinkel φ ð µ betimmbar Target Λ S 1 Sin enkrecht zr Proktionebene Magnet Präzeion e Sin im Magnetfel mit Larmorfreqenz ω L ω L " " µ B! 9 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Mengen magneticher Momente -2- Ex. µ / µ N Qark Moell µ / µ N + 2.792 847 386 ± 0.000 000 063 (4 µ - µ ) / 3 ð µ 336 MeV n - 1.913 042 75 ± 0.000 000 45 (4 µ - µ ) / 3 ð µ 336 MeV Λ - 0.613 ± 0.004 µ ð µ 510 MeV Σ + + 2.458 ± 0.010 (4 µ - µ ) / 3 + 2.67 Ξ 0-1.250 ± 0.014 (4 µ - µ ) / 3-1.43 Ω - - 2,02 ± 0.05 3 µ - 1.84 gte Übereintimmng mit Qark Moell mit Kontitenten Maen gte Übereintimmng mit Sektrokoie Daten Kontitenten-Qark Crrent-Qark + Glon + See-Qark Wolke 5 MeV 330 MeV 10 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Schwere Baryonen 2c Flavor SU(4) :,,, c Qark 1c 3c 0c leichte Oktett 2c 1c leichte Deklett 0c analog für b Baryonen 11 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Weitere Haronen?! Meonen q q Baryonen q q q Antibaryonen q q q QCD: jeer farbloe Ztan kann exitieren (SU(3) Grentheorie) ð ach Î "Gleball" "Hybrie" "Tetraqark" "Pentaqark" + Î Î + + + : g g : q q q Meonen Baryonen : q q q q : q q q q q Î +... Î Î +... Î Î Î +... Î Î Î Î +... 12 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
"Exotiche Haronen" "Exotiche Haronen" in nicht 100%ig etabliert. Kaniaten in: Gleball (-komonente in) : f 0 (1530) Exitenz exerimentell einetig geichert, aber Interretation nicht (Michng?) Vier Qark Ztäne: f 0 (980), a 0 (980) q q Ztäne, oer KK Moleküle, oer och nr Meonen mit tarker Kolng an KK Zerfallkanal? X (3870) Belle, CPF (EKP) : D*D Molekül? Pentaqark: von >9 Exerimenten "geehen", von vielen nicht PDG 2004: é é é Stat aber ich glabe a nicht. Siehe ach Kommentar in PDG 2004. JLAB 2005: Ex. wieerholt mit viel höherer Statitik: kein Signal! 13 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Ω - Baryon Strangene Zerfallkakae htt://heweb.r1.ac.k/ukic/image/pow/1998/980210211b.jg 3 2 1 0 Erzegng: K Ω K + 0 Ξ π Λ K τ 0.8 10-10 τ 2.9 10-10 τ 2.6 10-10 tarke WW 0 0 π, Zerfallkakae: chwache WW, ein Qark nach em aneren mwaneln π 14 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Enteckng e Ω - Baryon () htt://teacher.web.cern.ch/archiv/hst2002/bbblech/omega-icovery_2.ng 1964: Betätigng er Vorherage e SU(3) Qark Moell von Gell-Mann n Neeman 15 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Exitieren Pentaqark? 16 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Exitieren Pentaqark? 17 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Exitieren Pentaqark? 18 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Aber Welche Mae? 19 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Viele negative Schen Trotz inteniver Sche nicht gefnen in großen Exerimenten: ALEPH, DELPHI, L3, OPAL, CDF, BELLE, BABAR, BES, H1 im ZEUS-Kanal, ZEUS im H1-Kanal (z.t. aber große Signale für etablierte Ztäne) Achtng Baye-Theorem: Prior-Wahrcheinlichkeit hat ich geänert! Früher hätte man ich in exotichen Kanälen ehr icher ein müen, a e ich nicht m eine tatitiche Flktation hanelt. Für Pentaqark gibt e ehr viele nee Kanäle, Maen nicht bekannt: Kombinatorik! Meine Meinng: ehr kritich! P_bjektiv(Pentaqark exitiert) < 50% P_bjektiv(alle behateten Pentaqark exitieren) < 1% 20 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
CLAS 2006: Extra-Hochtatitik Exeriment: finet a Theta nicht mehr... Pentaqark o gt wie tot... 21 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
B-Fabriken Belle, BaBar n CDF II finen aber nee exotiche Teilchen X,Y,Z... Mittlerweile viele..zig igma Signifikanz (wichtige Beiträge a nerer Gre) Interretation: 4-Qark-Ztäne: c cqer q qqer oer DD-Moleküle b bqer q qqer BB-Moleküle e gibt etwa jeneit von Meonen n Baryonen 22 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15
Die Unicherheit geht weiter... DIANA 2013 : 5.5 igma Exitiert a Pentaqark och? 23 23.06.2014 Michael Feint & Thoma Khr, Moerne Phyik III, Vorleng 15