Observation of a new excited charm-strange meson Ds1(2933)+ in B0→D+D−K+π− decays
باستخدام بيانات تصادمات بروتون-بروتون بطاقة 13 تريليون إلكترون فولت من تجربة LHCb، رصد باحثون ميزون تشارم-سترينج مثاراً جديداً، Ds1(2933)+، بأهمية إحصائية تتجاوز 10 انحرافات معيارية، حيث قاسوا كتلته عند حوالي 2933 ميجا إلكترون فولت وحددوه كمرشح لحالة Ds(2P1(′))+ ذات زخم زاوي وتباين زوجي JP=1+.
المؤلفون الأصليون: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, Z. B. Bai, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, R. Bernet, A. Bertolin, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. Bolzonella, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, I. Chahrour, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, A. Chernov, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, J. Daniel, G. Darze, A. Davidson, J. E. Davies, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, J. Deng, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, A. C. dos Reis, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, J. Eschle, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, R. A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K. L. Fischer, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, L. L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, S. Klaver, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. K. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J. J. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, C. Normand, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, C. Nunez, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, M. Rotondo, M. S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, R. A. Ruiz Fernandez, J. Ruiz Vidal, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, S. E. R. Sacha Emile R., D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, T. Senger, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, P. Svihra, V. Svintozelskyi, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, D. J. Unverzagt, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, G. Vasquez, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, X. Yuan, Y Yuan, J. A. Zamora Saa, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, D. Zuliani, G. Zunica
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الكون كموقع بناء ضخم وصاخب. لعقود من الزمن، حاول الفيزيائيون فهم المخططات الهندسية لهذا الموقع، وتحديداً كيف تلتصق "لبنات" المادة (الكواركات) معاً لبناء هياكل أكبر تسمى الميزونات.
أحد أكثر الأحياء إثارة للاهتمام في هذا الموقع هو حي "الشارم-سترينج" (Charm-Strange). هنا، يمسك كوارك "شارم" ثقيل وكوارك "سترينج" أخف وزناً بأيدي بعضهما البعض لتشكيل ميزون. رسم العلماء خريطة للطابق الأرضي في هذا الحي (اللبنات الأساسية المستقرة) وبعض الغرف في الطابق الأول (حالات الإثارة). ولكن لا تزال هناك مساحات فارغة في الطوابق العليا حيث يتوقعون العثور على غرف جديدة أكثر ثقلاً.
الاكتشاف الكبير
في هذه الورقة البحثية، يعلن تعاون LHCb (فريق من العلماء يعملون في مصادم الهادونات الكبير في أوروبا) أنهم وجدوا أخيراً غرفة جديدة في الطابق العلوي. أطلقوا عليها اسم Ds1(2933)+.
فكر في الأمر كالتالي:
- البحث: تخيل أنك تستمع إلى حفلة صاخبة (تصادمات الجسيمات). أنت تعلم أن هناك الكثير من الناس يتحدثون (ضوضاء الخلفية)، لكنك تبحث عن أغنية محددة تعزفها فرقة موسيقية معينة (الجسيم الجديد).
- الطريقة: بدلاً من مجرد الاستماع إلى نوتة واحدة، استخدم العلماء تقنية تسمى "تحليل السعة" (amplitude analysis). هذا يشبه أخذ تسجيل للحفلة بأكملها واستخدام حاسوب خارق لفصل كل صوت، وآلة موسيقية، وصدى. لقد بحثوا في كيفية ارتداد الجسيمات عن بعضها البعض أثناء اضمحلال "ميزون B" (وهو جسيم ثقيل يعمل مثل شاحنة توصيل تسقط الطرود).
- الوجد: في وسط فوضى البيانات، وجدوا "صدى" مميزاً أو رنيناً عند كتلة قدرها 2933 ميجا إلكترون فولت (وحدة طاقة/كتلة). كان هذا الصدى عالياً وواضحاً لدرجة أن احتمال كونه مجرد ضوضاء عشوائية هو أقل من 1 في تريليون. لقد كان يقيناً إحصائياً.
ما هو هذا الجسيم الجديد؟
قاس العلماء شيئين رئيسيين حول هذه "الغرفة" الجديدة:
- وزنها (الكتلة): تزن حوالي 2933 وحدة.
- عمرها (العرض): هي غير مستقرة للغاية، حيث تعيش لجزء ضئيل جداً من الثانية قبل أن تتفكك. "العرض" البالغ 72 وحدة يخبرنا بمدى سرعة اضمحلالها.
- شكلها (اللف المغزلي): حددوا أن "اللف والتماثل" (spin-parity) الخاص بها هو 1+. بعبارات بسيطة، هذا يصف كيف يدور الجسيم وكيف يبدو إذا أخذت له صورة مرآتية. هذا الشكل المحدد هو "بصمة الإصبع" التي تؤكد أنه حالة 1+.
لماذا يهم هذا الأمر؟
لفترة طويلة، كان حي "الشارم-سترينج" لغزاً. بعض الجسيمات التي وُجدت هناك كانت أخف مما توقعه العلماء، مما أدى إلى نظريات جامحة تشير إلى أنها قد تكون "جزيئات" (جسيمان ملتصقان ببعضهما بشكل فضفاض) أو "تيتراكواركات" (أربعة كواركات ملتصقة معاً في عنقود غريب).
هذا الاكتشاف الجديد، Ds1(2933)+، يتناسب تماماً مع تنبؤات "نموذج الكوارك" القياسي. يبدو أنه حالة 2P، وهي طريقة فنية للقول إنه النسخة المثارة الثانية لميزون شارم-سترينج قياسي.
تشبيه وتر الوتر
فكر في كوارك وكوارك مضاد متصلين بنوابض (القوة القوية).
- الحالة الأرضية: هي النبض وهو ساكن.
- حالة الإثارة الأولى: هي النبض وهو يهتز بلطف (مثل النوتة الأولى على وتر الجيتار).
- هذا الـ Ds1(2933)+ الجديد: يشبه الوتر وهو يهتز بنمط أكثر تعقيداً وعالي الطاقة (التوافق الثاني).
الخلاصة
من خلال العثور على هذا الجسيم الجديد، ملأ العلماء قطعة مفقودة من اللغز. هذا يؤكد أن "مخططنا" لكيفية بناء الكواركات للمادة صحيح إلى حد كبير، على الأقل في هذا الجزء من الكون. إنه يساعد في تفسير سبب سلوك بعض الجسيمات الأخرى في هذا الحي، ويستبعد بعض النظريات الأكثر غرابة التي اقترحت أن هذه الجسيمات مكونة من أربعة كواركات بدلاً من اثنين.
باختصار: استمع فريق LHCb إلى ضجيج الكون، ووجد إشارة واضحة، وأكد أن حي "الشارم-سترينج" لديه مقيم جديد ثقيل ودوار، يقع تماماً في المكان الذي كان ينبغي أن يكون فيه حسب الكتب الدراسية.
إليك ملخص تقني مفصل للورقة البحثية CERN-EP-2026-065، بعنوان "رصد ميزون تشارم-سترانج مثار جديد Ds1(2933)+ في تحللات B0→D+D−K+π−".
1. بيان المشكلة
تعد طيفية ميزونات التشارم-سترانج (csˉ) مجال اختبار حرج لـ الكروموديناميكا الكمية (QCD) في نظامها غير الاضطرابي. وبينما تم إثبات الحالات الأرضية والعديد من الإثارات منخفضة المستوى، لا تزال هناك ألغاز كبيرة قائمة:
- فوارق الكتلة: كتل كل من Ds0∗(2317)+ و Ds1(2460)+ أقل بنحو 100 ميجا إلكترون فولت من تنبؤات نموذج الكواركات لإثارات P-wave، مما يؤدي إلى فرضيات تتضمن بنيات جزيئية أو رباعية الكواركات.
- الحالات غير المرصودة: لا تزال الإثارات الأعلى (مثل 2P، 1D، 2S) غير مرصودة إلى حد كبير أو غير مشخصة بدقة.
- لغز Ds0(2590)+: تشير الملاحظات الأخيرة لهذه الحالة إلى وجود فارق في الكتلة مع تنبؤات نموذج الكواركات، مما يستدعي الحاجة إلى نماذج منقحة تشمل تأثيرات القنوات المتصلة أو خلط 1S-2S.
- الوصول إلى الزخم الزاوي والتماثل (Spin-Parity): تسمفر أطياف DK التقليدية فقط الوصول إلى حالات الزخم الزاوي والتماثل الطبيعية (0+,1−,2+,…). وهناك حاجة لاستكشاف أنماط التحلل التي تسمح بالوصول إلى حالات الزخم الزاوي والتماثل غير الطبيعية لاستكمال خريطة طيف Ds.
2. المنهجية
يستخدم التحليل تحليل السعة (تحليل مخطط داليتز) للفضاء الطوري خماسي الأبعاد الكامل للتحلل B0→D+D−K+π−.
- عينة البيانات: بيانات تصادمات بروتون-بروتون جمعت بواسطة تجربة LHCb عند طاقة مركز الكتلة s=13 تريليون إلكترون فولت (2016–2018)، وهو ما يعادل لمعان متكامل قدره 5.4 فمتوبار−1.
- اختيار الأحداث:
- تم إعادة البناء عبر D±→K∓π±π±.
- متطلبات صارمة لتحديد الهوية الجسيمية (PID) وجودة الرأس (vertex).
- استُخدم مصنف "شجرة القرار المعززة بالتدرج" (GBDT) لقمع الخلفية التجميعية، وتم تدريبه على بيانات الإشارة والمناطق الجانبية (sideband) المحاكات.
- أدى الملاءمة الكينماتيكية التي تقيد كتلة B0 وكتل D± إلى تحسين الدقة.
- بناء نموذج السعة:
- السعة الكلية للتحلل M هي مجموع متماسك للمكونات الرنينية وغير الرنينية ضمن نموذج الأيزوبار (isobar model).
- تم النظر في هيكلين: الشلال (Cascade) (B0→P1T1→P1P2T2→P1P2P3P4) وشبه ثنائي الجسم (Quasi-two-body) (B0→R1R2).
- الصيغة الزاوية: صيغة الهيليسيتي باستخدام دالات ويغنر d وحدود سمتية أسية.
- أشكال الخطوط (Lineshapes): استُخدمت دالات "برايت-ويغنر النسبية" (RBW) لمعظم الرنينات. وبالنسبة لحالات Ds1∗(2700)+ و Ds1∗(2860)+ المتداخلة، تم استخدام توصيف بارامتري (spline parametrization) شبه مستقل عن النموذج (MI) للتعامل مع التداخل.
- نمذجة الخلفية: أُجري ملاءمة ممتدة غير مجمعة للحد الأقصين (unbinned maximum-likelihood fit). تم تحديد كسر الخلفية (β≈6.8%) من ملاءمة كتلة B0 ونمذجته باستخدام تقدير كثافة النواة (KDE) على البيانات الجانبية.
- استراتيجية الملاءمة:
- تضمنت الملاءمة الأولية جميع الرنينات التقليدية الراسخة (Ds1(2536)+, Ds0(2590)+, Ds1∗(2700)+, Ds1∗(2860)+, Ds3∗(2860)+, و charmonia).
- لوحظ تباين كبير في توزيع m(D+K+π−) حول 2950 ميجا إلكترون فولت.
- تمت إضافة مكون رنيني جديد للنموذج. تم اختبار فرضيات مختلفة للزخم الزاوي والتماثل (0−,1+,2±).
- النموذج ذو JP=1+ أعطى أدنى قيمة للوغاريتم السالب للاحتمالية (NLL).
- تم تقييم الارتيابات النظامية عن طريق تغيير توصيفات الخطوط، ومعالجات الخلفية، وتضمين رنينات إضافية محتملة.
3. المساهمات الرئيسية
- اكتشاف حالة جديدة: رصد ميزون تشارم-سترانج مثار جديد، يُرمز له بـ Ds1(2933)+.
- تحليل الفضاء الطوري الكامل: على عكس التحليلات السابقة المقيدة (مثل m(K+π−)<750 MeV)، تستخدم هذه الدراسة الفضاء الطوري الكامل، مما يسمح بإعادة بناء الحالات ذات الزخم الزاوي والتماثل غير الطبيعي (1+) التي لا يمكن الوصول إليها في أطياف DK الأبسط.
- نمذجة السعة الدقيقة: تنفيذ مجموع متماسك لهيكلي الشلال وشبه ثنائي الجسم، بما في ذلك تأثيرات التداخل المعقدة بين الحالات المتداخلة (تحديداً حالات Ds1∗) باستخدام توصيفات الـ spline.
- دراسة نظامية شاملة: تحليل دقيق للارتيابات النظامية تغطي توصيف الخطوط، وتصحيحات الكفاءة، ومعالجة الخلفية.
4. النتائج
- الأهمية الإحصائية: لوحظت الحالة الجديدة بأهمية إحصائية تتجاوز 10 انحرافات معيارية (>10σ).
- المعلمات المقاسة:
- الكتلة (m0): 2933−5+6(stat)−3+4(syst) MeV.
- العرض (Γ0): 72−12+18(stat)−10+7(syst) MeV.
- الزخم الزاوي والتماثل (JP): تم تحديده ليكون 1+.
- كسور الملاءمة (Fit Fractions): مساهمة الحالة الجديدة في معدل التحلل الكلي كبيرة. كسور الملاءمة لمكونات Ds1(2933)+ هي:
- Ds1(2933)+→D+(K+π−)S: 2.4−0.7+0.5±0.4−1.3+0.4%
- Ds1(2933)+→D+K1∗(892)0: 8.9−2.1+1.8±2.4−1.8+2.4%
- Ds1(2933)+→K+D2∗(2460)0: 7.0−3.0+6.0±3.0−3.7+3.0%
- فحوصات الاتساق: نتائج كتلة وعرض حالة Ds0(2590)+ المرصودة سابقاً تتوافق مع نتائج LHCb السابقة (m≈2606 MeV, Γ≈87 MeV).
5. الأهمية
- مرشح لإثارة 2P: خصائص Ds1(2933)+ متوافقة مع حالة Ds(2P(′))1+ تقليدية. وهذا يقابل الإثارة الشعاعية الأولى لنظام P-wave Ds، وهي متميزة عن الحالات الأدنى Ds1(2460)+ و Ds1(2536)+.
- إكمال الطيف: يملأ هذا الاكتشاف فجوة في خريطة إثارات Ds عالية الكتلة، مما يوفر بيانات حاسمة لاختبار نماذج الكواركات وحسابات الشبكة الكروموديناميكية الكمية (Lattice QCD).
- ديناميكا QCD: يساعد هذا الرصد في توضيح طبيعة طيف التشارم-سترانج، مما قد يحل التناقضات بين تنبؤات نموذج الكواركات والكتل التجريبية من خلال توفير معيار مرجعي للإثارات الأعلى حيث يمكن فهم تأثيرات القنوات المتصلة أو الخلط بشكل أفضل.
- الأثر المنهجي: يظهر نجاح تحليل السعة للفضاء الطوري الكامل قوة تحللات ميزونات B متعددة الأجسام في الكشف عن الحالات التي تكون غير مرئية في أطياف كتلة ثنائية الجسم الأبسط.
في الختام، تبلغ هذه الورقة عن أول رصد لميزون Ds1(2933)+، وهو حالة تشارم-سترانج 1+ عالية الكتلة، مما يعزز بشكل كبير فهم طيف ميزونات الثقل-الخفيف وديناميكا الكروموديناميكا الكمية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.
تصلك أفضل أبحاث high-energy experiments كل أسبوع.
يحظى بثقة باحثين في ستانفورد وكامبريدج والأكاديمية الفرنسية للعلوم.
تفقّد بريدك لتأكيد الاشتراك.
حدث خطأ ما. تعيد المحاولة؟
لا رسائل مزعجة، ويمكنك إلغاء الاشتراك متى شئت.