CERNの大型ハドロンコライダー（LHC）で動作する4つの大規模な実験の1つであるLHCBコラボレーションは、このギャップを埋めるために重要な一歩を踏み出しました。 LHCの1回目と2回目の運用ラン中に収集されたデータを組み合わせて、チームは、魅力のペアと単一のテトラケルク状態に由来するアンチチャームハドロンの間に量子相関を観察しました。
テトラクアークなどの粒子は、基本的な粒子ではなく、QuarksとGluonsと呼ばれるいくつかのより基本的な成分で作られた複合状態です。後者はクォークを一緒に保持し、それらの間の強い力を仲介します。テトラクアークは、強力な相互作用、量子クロモダイナミクス（QCD）の理論によって予測され、高エネルギー粒子物理実験で広範囲に検索されています。
この最新のLHCB分析により、これらの例外的な四元状態がどのように形成され、崩壊するかが明らかになりました。魅力のペアと抗チャームハドロン間の量子相関は、これらの粒子がLHCB検出器内で生成される場所に関する情報を提供し、テトラクアークの生産ダイナミクスに関する洞察を提供します。
研究チームは、魅力のペア（C）とアンチチャーム（C‾）ハドロンのすべての可能な組み合わせを調査しました。同じテトラクアルク州に由来するペアを含むほとんどのペアは、検出器で中央に生産されることを好むことを示しています。これは、高エネルギーの衝突で発生するハドロニクス生産メカニズムのほとんどで予想されます。ただし、同じテトラキャーク州に由来する魅力と抗チャームハドロンのペアについては、量子相関が観察されます。この場合、相関関係は、生産点が、入ってくる陽子の帯電した粒子（プロトンの原子価Quarks）が配置されている側に変位していることを示しています。これは、入ってくるプロトンまたは抗脂肪族（「ポメロン」と呼ばれる）から放出された鉄膜の生産メカニズムを示唆しています。
このLHCB分析は、Tetraquark状態がその後どのように魅力と反チャームハドロンのペアに崩壊するかについての洞察を提供します。観察結果は、テトラクーク状態が魅力とアンチチャームクォークのペアに変換され、それが再配置されて最終的なハドロンを形成することを示しています。
この研究の結果は、観察されたテトラクーク州の生産と崩壊に関する重要な情報を提供し、そのような粒子の他のLHCB測定に対する補完的な洞察を提供します。この作業で初めて観察された量子効果は、将来、テトラクアークを他のマルチクアク状態と区別するのにも役立ちます。
LHCBコラボレーションは、将来LHCでより多くのデータを収集することを楽しみにしています。これにより、四角やその他のエキゾチックな粒子の特性をさらに調査できるようになります。
