ブログ 法螺と戯言より
＋＋＋＋＋四つのコークからなる未知の素粒子（nature 6月20日号）
http://blog.livedoor.jp/oibore_oobora/archives/51852635.html
科学週刊誌nature 6月20日号が、日本と中国の共同実験によって「四つのコークから構成される新素粒子を発見した｣との記事を配信しています。我々が普段手にし目にする物質は分子からなり、それは原子から、そして原子は電子と原子核、原子核は陽子と中性子からなるとされています。その陽子と中性子は夫々3つのコークからなるというのがこれまでの定説です。私が関心を持っている古代遺物の年代測定。その手法の一つが炭素の放射性同位元素Ｃ１４です。これは窒素Ｎ１４が高速中性子と反応して、内部に含まれる陽子の一個が中性子に変ったものです。その反応の実際は、中性子の中のダウンコークがトップコークに置き換わるだけです。量子（色）力学は宇宙空間でのこの置き換わり反応が起きる確率を与えてくれます。これに基づいて、Ｃ１４がＣ１２に減ずる個数から年代経過を測ります。
下の記事は、さしあたり、この考古物の年代決定手法に影響を与えないようです。むしろ新しい革新的年代決定手法の開発につながるのでしょうか。
％％％％％記事紹介はじめ
http://www.nature.com/news/quark-quartet-opens-fresh-vista-on-matter-1.13225
Quark quartet opens fresh vista on matter ｸｫｰｸ･ｶﾙﾃｯﾄが物質の新しい景観を開く
First particle containing four quarks is confirmed. Devin Powell 18 June 2013
4つのクォークを含む素粒子が始めて確認される。
The BESIII detector in China is one of two experiments to detect four-quark particles.
The BESIII detector (中国)は4つのクオークからなる素粒子を検出するための二つの実験の内の一つだ。
Physicists have resurrected a particle that may have existed in the first hot moments after the Big Bang. Arcanely called Zc(3900), it is the first confirmed particle made of four quarks, the building blocks of much of the Universe’s matter.
Until now, observed particles made of quarks have contained only three quarks (such as protons and neutrons) or two quarks (such as the pions and kaons found in cosmic rays). Although no law of physics precludes larger congregations, finding a quartet expands the ways in which quarks can be snapped together to make exotic forms of matter.
“The particle came as a surprise,” says Zhiqing Liu, a particle physicist at the Institute of High Energy Physics in Beijing and a member of the Belle collaboration, one of two teams claiming the discovery in papers published this week in Physical Review Letters1, 2.
Housed at the High Energy Accelerator Research Organization (KEK) in Tsukuba, Japan, the Belle detector monitors collisions between intense beams of electrons and their antimatter counterparts, positrons. These crashes have one-thousandth the energy of those at the world’s most powerful accelerator, the Large Hadron Collider (LHC) at CERN near Geneva, Switzerland, but they are still energetic enough to mimic conditions in the early Universe. Collision rates at KEK are more than twice those at the LHC, and they occasionally give birth to rare particles not found in nature today — ephemeral creatures that wink into existence for an instant and then fall to pieces.
物理学者達は、ビッグバンの直後の最初の熱い瞬間に存在したかもしれない粒子を生き返らせた。Zc(3900)なる深遠な名前でよばれる新素粒子は4つのクォークからなることが始めて確認された。宇宙物質の多くを形作っているこれまでに観察された粒子はわずか3つのクォーク(陽子とニュートロンのような)あるいは2つのクォーク(宇宙線で見つかったパイオンとケーオンのような)しか含んでいない。物理学の法則はより大きな塊を排除しないが、1つのカルテットを見つけることは物質の新種の形式をクォークがどのように形成するのかを知る手がかりを広げる。
「その粒子は驚きだ」Zhiqing Liu, a particle physicist at the Institute of High Energy Physics in Beijing and a member of the Belle collaboration,は今週のPhysical Review Lettersに発表した論文で語る。つくば(日本)の高エネルギー加速器研究機構(KEK)に拠点を置いて、the Belle detectorは強力ビーム(電子)とそれらの反物質相である陽電子の衝突を観測している。これらの衝突は、世界の最も強力な加速器(ジュネーブ、スイスの近くのセルンの大型加速器(LHC))でのエネルギーの1000分の1であるが、初期の宇宙の条件を再現するには十分な能力だ。
KEKの衝突頻度はLHCの二倍で、自然界に見つかっていない稀素粒子誕生を期待できそうだ。-それは一瞬の間まばたきするほどの短時間出現し、あっという間に他のものに変わってしまう。
Some of that subatomic shrapnel matches what would be expected from the breakdown of a particle containing four quarks bound together: two especially heavy ‘charm’ quarks and two lighter quarks that give the particle a charge. With 159 of these Zc(3900) particles in hand, the Belle team reports that the chance that its result is a statistical fluke is less than 1 in 3.5 million1. “They have clear evidence of a particle with four quarks,” says Riccardo Faccini, a particle physicist at the Sapienza University of Rome.
その亜原子の欠片のうちのいくつかは、4つのクォークを含む素粒子の破片から期待されるものと一致する:2つの重い「チャーム」クォーク、および粒子にチャージを与える2つの軽いクォークだ。これらのZc(3900)粒子のうちの159個の解析で、the Belle teamは、その存在が統計的に偽である確率は350万分の1未満であると報告している。「4つのクォークを備えた素粒子であることの証拠だ」とRiccardo Faccini, a particle physicist at the Sapienza University of Romeは言う。
The new particle has also been vouched for by a second experiment, the Beijing Spectrometer III (BESIII) at the Beijing Electron Positron Collider. BESIII found 307 Zc(3900) particles, sifted from 10 trillion trillion electron–positron collisions2.
“This gives credence to all of the other particles that Belle has seen,” says Fred Harris, a particle physicist at the University of Hawaii in Manoa and a spokesman for BESIII. In 2008, Belle found another four-quark candidate3, and in 2011, it saw two other particles that may have been made of four ‘bottom’ quarks4 — but no other particle colliders have confirmed those sightings.
No one questions the number of quarks in the latest particle. More controversial is their arrangement, which could have implications for quantum chromodynamics, the theory describing the strong force that connects quarks. Theorists fall primarily into two camps.
One side proposes that the particle is actually a union of two ordinary particles called mesons, which contain one quark and one antiquark. Zc(3900) particles could be made up of two mesons joined by a loose connection to form a molecule-like structure (see ‘Quark soup’).
その新素粒子は別の実験(the Beijing Spectrometer III (BESIII) at the Beijing Electron Positron Collider)によっても裏付けされた。BESIIIは 307 個のZc(3900) を10兆回の電子･陽子衝突から、みつけている。「これは、Belleが見つけた他の全ての素粒子存在の信頼性を保証している」とFred Harris, a particle physicist at the University of Hawaii in Manoa and a spokesman for BESIIIは言う。2008年には、Belleが別の4つのクォーク候補を見つけた。また、2011年には、4つの「ボトム」quarksで作られているかもしれない2つの他の素粒子を見つけた。しかし、他の粒子衝突実験装置はそれらの観測を確認していない。
誰も、最新の素粒子中のクォークの数に疑問を発しない。より論争の的になっているのは、それらの配置である。コークを結びつける強い相互作用を記述する理論である量子色力学への何がしかの示唆がその配置に関っている。理論家達は主として2つの陣営に分かれている。
一方は、その素粒子は一つのコークとその反コークからなるメソン(中間子)と呼ばれる二つの通常の粒子の結合であると考えている。Zc(3900)粒子は緩やかな結合で結ばれた二つのメソンが分子のような構造を形成していると。
“They have clear evidence of a particle with four quarks.”
Other theorists have tentatively labelled the new particle a true tetraquark — four quarks stuck together tightly to form a compact ball. Within the ball, two quarks are bound together, as are two antiquarks. Such pairings do not occur in any known particle and would thus introduce new building blocks of matter — with the potential to guide computer simulations aimed at working out all the structures that quarks can form.
Proponents of the tetraquark theory point out that a ‘molecule’ made of mesons should split easily into two halves, and that such a breakdown has not appeared in the data. “The signature of a molecule is not seen, which favours the tetraquark picture,” says Ahmed Ali, a particle physicist at DESY, Germany’s high-energy physics laboratory in Hamburg. But the experiments’ margin of error is still too great to rule out the possibility of molecular mesons breaking down. Another way to test the two theories would be to look for other particles that each predicts should exist.
Hoping to end the debate, researchers at BESIII are continuing to dig through data collected since their first experimental run in December and January. Depending on what they find, the unmasking of Zc(3900) may have to wait for the new, more powerful version of the Belle detector planned to come online in 2015.
Nature498,280–281(20 June 2013)
「その素粒子は4つのクォークを備えているとの明らかな証拠がある。」ともう一方の側が言う。彼らはその新しい粒子を一時的に真･テトラクォークと名づけた- 4つのクォークがしっかりと糊付けされてコンパクトなボールのようになっていると。ボール内では、2つのクォーク、2つの反クォークが結合されている。そのようなpairingsはどんな既知の粒子にも生じていない。かくして、物質の新しい形成という問題を導入することになる。コークが形成できる全ての構造をコンピュタでもって解き明かすことになるだろう。テトラクォーク理論の提唱者は、メソンから成る「分子」は簡単に二つに分割されるはずであるが、、そのようなブレークダウンがデータに現われていないことを指摘している。「分子の様相は見られない。其のことはテトラクォークという概念に都合がよい」とAhmed Ali, a particle physicist at DESY, Germany’s high-energy physics laboratory in Hamburgは言う。しかし、実験のエラー限界はまだ大きく、分子状メソンがブレイクダウンしたとの可能性を排除できない。2つの理論を検証する別の方法は各々が存在を予言する他の粒子を捜すことだ。
論争を終結することを望んで、BESIIIの研究者は、12月と1月におこなわれた最初の実験で集められたデータを見直している。彼らが何を見つけるかにもよるが、Zc(3900)の正体を解き明かすことは、2015年に完成予定のＢｅｌｌ検知器による新しく、より強力なバージョンを待たなければならないかもしれない。
％％％％％記事紹介終わり
http://www.asyura2.com/13/nature5/msg/114.html
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