Des découvertes récentes de BESIII indiquent la présence d'une nouvelle particule subatomique proche du seuil de masse proton-antiproton, suggérant un état lié potentiel. Crédit : Issues.fr.com
La récente découverte par la collaboration BESIII d'un modèle de désintégration anormal indique l'existence possible d'un état lié proton-antiproton, étayée par les preuves d'expériences historiques et récentes.
La collaboration BESIII a récemment rapporté l'observation d'une forme de ligne anormale autour du seuil de masse ppbar dans le J/ψ→γ3(π+π–) désintégration, qui indique l'existence d'un état lié ppbar. Cet article a été publié en ligne dans Lettres d'examen physique le 9 avril 2024.
La proximité en masse à 2mp suggère des états liés nucléon-antinucléon, une idée qui a une longue histoire. Avant la naissance du modèle Quark, un état lié nucléon-antinucléon avait déjà été proposé par les professeurs E. Fermi et CN Yang. Il existe une accumulation de preuves d'un comportement anormal dans le système proton-antiproton près du seuil de masse ppbar, par exemple J/ψ→γppabr , J/ψ→γπ+π–η' et le facteur de forme effectif du proton déterminé à partir de e+e–→ ppbar, présentant un pic étroit ou une diminution très abrupte autour du seuil de masse ppbar, ce qui a inspiré de nombreuses spéculations et renouvelé l'intérêt pour l'état lié nucléon-antinucléon.
Fig. 1 : Un portrait de l'état lié nucléon-antinucléon. Crédit : Institut de physique des hautes énergies, CAS
X(1840) est une nouvelle structure découverte dans le J/ψ→γ3(π+π–) processus en 2013 avec un échantillon de sous-données de l'expérience BESIII, qui est également située près du seuil de masse ppbar. Une exploration plus approfondie de la forme des lignes de X(1840) est essentielle pour mieux comprendre sa nature. Par conséquent, l’expérience BESIII a réalisé une enquête sur le 3(π+π–) spectre de masse avec 10 milliards d'événements J/ψ, soit environ 45 fois plus grand que l'échantillon de sous-données utilisé dans la mesure précédente.
Fig. 2 : Forme de ligne anormale de la structure résonante autour du seuil de masse ppbar dans le spectre de masse 3 (π+π-). Crédit : Institut de physique des hautes énergies, CAS
Une forme de ligne anormale de X (1840) proche du seuil de masse ppbar est observée pour la première fois. Après de nombreuses tentatives, il s'avère que le modèle avec une somme cohérente de deux paramétrisations de Breit-Wigner peut fournir une bonne description des données, qui révèle une nouvelle résonance X(1880) avec une signification statistique supérieure à 10σ, ainsi que la masse et la largeur sont déterminés à 1882,1±1,7±0,7 MeV/c2 et 30,7 ± 5,5 ± 2,4 MeV/c, respectivement. La proximité de sa masse avec le seuil de masse ppbar confirme l'existence d'un état lié ppbar. Après publication, ce résultat est sélectionné comme « Featured in Physics » par Phys. Le révérend Lett. et a rapporté une nouvelle intitulée « Preuve d'une nouvelle particule subatomique » par Physics Magazine.
