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テトラクォーク
辞書:科学用語の基礎知識 素粒子・名称編 (NPARTN)
読み:テトラクォーク
外語:tetraquark
品詞:名詞

クォーク反クォーク合わせて4個からなる中間子。現時点では、明確な存在が確認されていない素粒子である。

目次
概要

通常存在するバリオンはクォーク3個、中間子はクォークと反クォークの対で構成される。

対してテトラクォークの場合は、クォーク2個と反クォーク2個が合わせて4個で構成される。

特徴
候補

次のようなものが候補としてあげられている/いた。

Zc(3900)

理化学研究所と京都大学の研究によりZc(3900)は閾値効果に過ぎず新粒子とは呼べないことが判明し、2016(平成28)年12月9日付けの米国物理学会の学術誌「Physical Review Letters」で発表された。

Zc(3900)は、アップクォーク/チャームクォーク/反ダウンクォーク/反チャームクォーク(uc ̄(d) ̄(c))から構成されるテトラクォーク候補で、次のペアに崩壊することが実験で示されている。

このため、Zc(3900)が新粒子である場合は、その構造は次の三つがありうると考えられた。

  1. 4個のクォークがコンパクトにまとまったもの
  2. J/ψ中間子の周囲をπ中間子が周回する原子モデルのような状態
  3. 反D中間子とD*中間子が結合した分子のような状態

発表の研究により、まずπ中間子とJ/ψ中間子に働く力、および反D中間子とD*中間子に働く力は共に非常に弱いことが分かり、(2)と(3)の可能性は否定された。

残る(1)であるが、これも計算によりコンパクトなテトラクォーク状態は極めて短寿命(約10−24秒)で中間子ペアに崩壊することが求められ、これも否定された。

結論として、Zc(3900)とは、π中間子とJ/ψ中間子の中間子ペアと、反D中間子とD*中間子の中間子ペアとが頻繁に遷移し、特定のエネルギーでの崩壊確率が増大する「閾値効果」(または しきい値効果)であると結論づけられ、これは「新粒子ではない」と断定された。

リンク
用語の所属
ハドロン
中間子
関連する用語
クォーク
ペンタクォーク
素粒子

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