Natuurkundigen van de GlueX-samenwerking in het Thomas Jefferson National Accelerator Facility zochten naar bevestiging van het bestaan van het raadselachtige deeltje Y(2175) — een mogelijke kandidaat voor exotische toestanden van strangeonium.
In plaats van het verwachte signaal verschenen er in de fotoproductiegegevens op een proton doelwit twee andere signalen.
Een daarvan, aangeduid als Y(2240), heeft een massa van ongeveer 2,24 GeV en bereikte een statistische significantie van 5σ — een niveau dat overeenkomt met ongeveer 99,9994 % zekerheid.
Het tweede signaal, X(1830) met een massa van ongeveer 1,82 GeV, vertoonde een significantie van 3σ.
Beide objecten kunnen behoren tot de familie van exotische XYZ-toestanden, die niet passen in het standaardbeeld van quark-antiquark paren.
Het onderzoek is gepubliceerd in Physical Review Letters en is gebaseerd op gegevens van een experiment waarbij een bundel hoogenergetische fotonen interageerde met een vloeibaar waterstof doelwit.
“We zochten naar een bevestigde XYZ-kandidaat met behulp van een fotonenbundel, maar vonden twee andere structuren”, merkte Malte Albrecht van Jefferson Lab op.
Eerder werd Y(2175) alleen waargenomen in processen van elektron-positron annihilatie bij de versnellers BaBar, BES en Belle.
Nu zijn dergelijke signalen voor het eerst verkregen in fotoproductie, wat een nieuw kanaal opent voor het bestuderen van exotische hadronen.
Hoe quarks en gluonen precies deze ongebruikelijke configuraties vormen — dat is een vraag die theoretici en volgende experimenten moeten beantwoorden.
De resultaten stellen ook een bovengrens vast voor de waarschijnlijkheid van productie van Y(2175) in fotoproductie en leggen de basis voor bredere metingen van de hadronenspectroscopie bij de GlueX-opstelling.
