Download Thesis in Pdf Format

4.3. Een wispelturig deeltje 42
Wat maakt de pentaquark zo interessant, dat men zo graag wil weten of hij bestaat?
Het al dan niet mogelijk zijn van een exotisch multiquarksysteem is een belangrijke test van
alle theorieën die een dergelijk systeem toelaten. Indien het deeltje bestaat, is er (naast de
gewone baryonen en mesonen) een nieuw quarksysteem waarop QCD niet-perturbatief getest
kan worden. Het bestaan van de pentaquark zou een antwoord geven op bepaalde vragen uit
deze theorie. Hoe sterk zijn de quarks in dit systeem gebonden, wat is de overlap van de
pentaquarkgolffunctie met zijn vervaltoestanden, wat zijn de details van de effectieve kracht
die de quarks bijeenhoudt? Bovendien is het een test voor rooster-QCD. Met behulp van deze
laatste theorie werd recent een spectrum van baryonresonanties opgesteld. Er zou dan bijvoorbeeld
ook een spectrum van pentaquarkresonanties opgesteld en getest kunnen worden [Hic05].
Indien de Θ + bestaat, hoe kan deze dan waargenomen worden? Zijn quarkcomponenten
suggereren bijvoorbeeld de volgende reacties:
K + + n = |us〉 + |udd〉 → |uudds〉 = Θ +
K 0 + p = |ds〉 + |uud〉 → |uudds〉 = Θ + .
Een Θ + kan dus in principe geproduceerd worden via het insturen van een K + -of K 0 -bundel
op een deuterium-target (d) of een andere nucleaire target (N, C, ...). Een K 0 -bundel is echter
moeilijk te produceren, en de data die toch van een dergelijk experiment afkomstig is hebben
veelal grote onzekerheden. Meestal wordt naar de Θ + gezocht door K + d-scattering.
4.3.1 De eerste experimenten
We beschouwen nu een aantal oudere experimenten (uit de jaren 1970, 1990), waarin een
K + -bundel invalt op een deuterium-target. Er wordt gestreefd naar een hoog-energetische
K + -bundel, om het aantal kaonen dat onderweg naar de target vervalt minimaal te houden.
Op die manier bekomt men een hogere intensiteit en een meer zuivere kaonenbundel. Om
een bundel met een bepaalde energie te bekomen, vertrok men daarom meestal van een hoogenergetische
bundel, die men vervolgens vertraagde. Dit gaf echter aanleiding tot een belangrijke
momentumbreedte, zoals aangegeven in figuur 1 uit [Ge77].
Naast een correctie op de momentumspreiding van de kaonenbundel, dient de data nog
gecorrigeerd te worden voor de Fermibeweging van het deuterium [BRSZ], alsook voor het
feit de deuterium-target niet alleen uit neutronen bestaat. Al deze correcties in acht genomen
blijkt er toch nóg een probleem te zijn met de meetresultaten: zoals duidelijk wordt uit figuren
2 en 3 uit [Be73] treedt er bij een bundelenergie lager dan 700 MeV een ruis in de datapunten
op.
De boodschap is dus omzichtig te werk te gaan met deze meetresultaten, en voorzichtig
te zijn als er conclusies getrokken moeten worden. Kan uit deze data het bestaan van een
Θ + afgeleid worden? Een fijne piek zou normaalgezien tussen de datapunten in vallen, maar
de Fermibeweging smeert de piek wat uit, zodat deze toch waarneembaar kan zijn. Nussinov
analyseerde deze data, en concludeerde dat de breedt van de Θ + kleiner dan 6 MeV/c 2 moet
zijn [Nus03]. Na hem werden de data nog verschillende malen geanalyseerd, en men was het
erover eens dat de breedte van de orde enkele MeV/c 2 moet zijn [Hic05].