גילוי של חלקיק תת-אטומי חדש: תהודה X(1880).

הגילוי האחרון של שיתוף הפעולה BESIII של דפוס ריקבון חריג מצביע על קיומו האפשרי של מצב קשור פרוטון-אנטי פרוטון, הנתמך בראיות מניסויים היסטוריים ואחרונים.

שיתוף הפעולה BESIII דיווח לאחרונה על תצפית של צורת קו חריגה סביב סף מסה ppbar ב-J/ψ→γ3(π⁺π^–) דעיכה, המעידה על קיומו של מצב קשור ppbar. מאמר זה פורסם באינטרנט ב מכתבי סקירה פיזית ב-9 באפריל, 2024.

הקרבה במסה ל-2 מטר_ע מרמז על מצבים הקשורים לנוקלאון-אנטינוקלאון, רעיון שיש לו היסטוריה ארוכה. לפני לידתו של מודל Quark, מצב קשור נוקלאון-אנטינוקלאון כבר הוצע על ידי פרופ' E. Fermi ופרופ' CN Yang. יש הצטברות של עדויות להתנהגות חריגה במערכת הפרוטון-אנטיפרוטון ליד סף המסה ppbar, למשל, J/ψ→γppabr, J/ψ→γπ⁺π^–η^' ומקדם הצורה האפקטיבי של הפרוטון נקבע מ-e⁺ה^–→ppbar, המציג פסגה צרה או נפילה תלולה מאוד סביב סף המסה של ppbar, מה שעורר ספקולציות רבות וחידש את האינטרסים על המצב הקשור לנוקלאון-אנטינוקלאון.

איור 1: דיוקן של מצב קשור נוקלאון-אנטינוקלאון. קרדיט: המכון לפיזיקה של אנרגיה גבוהה, CAS

X(1840) הוא מבנה חדש שהתגלה ב-J/ψ→γ3(π⁺π^–) תהליך ב-2013 עם מדגם משנה של ניסוי BESIII, שנמצא גם הוא ליד סף המסה של ppbar. חקירה נוספת של צורת הקו של X(1840) חיונית כדי להבין טוב יותר את טבעו. לכן, ניסוי BESIII ביצע חקירה על ה-3(π⁺π^–) ספקטרום מסה עם 10 מיליארד אירועי J/ψ, שהוא גדול פי 45 בערך ממדגם המשנה ששימש במדידה הקודמת.

איור 2: צורת הקו האנומלית של מבנה התהודה סביב סף מסה ppbar בספקטרום מסה 3(π+π-). קרדיט: המכון לפיזיקה של אנרגיה גבוהה, CAS

צורת קו חריגה של X(1840) ליד סף המסה של ppbar נצפית לראשונה. לאחר ניסיונות רבים, נמצא כי המודל עם סכום קוהרנטי של שני פרמטרים של Breit-Wigner יכול לספק תיאור טוב של נתונים, אשר חושף תהודה חדשה X(1880) עם מובהקות סטטיסטית גדולה מ-10σ, ואת המסה והרוחב נקבעים להיות 1882.1±1.7±0.7 MeV/c² ו-30.7±5.5±2.4 MeV/c, בהתאמה. הקרבה של המסה שלו לסף מסה של ppbar תומכת בקיומו של מצב קשור ל-ppbar. לאחר הפרסום, תוצאה זו נבחרה כ"מוצגת בפיזיקה" על ידי Phys. הכומר לט. ודווח עם ידיעה שכותרתה "הוכחה לחלקיק תת-אטומי חדש" מאת Physics Magazine.