Bukti adanya partikel subatom baru yang diamati

Kolaborasi BESIII telah melaporkan pengamatan bentuk garis anomali di sekitar ambang batas massa ppbar di J/ψ→γ3(π⁺π^-) peluruhan, yang menunjukkan adanya keadaan terikat ppbar. Makalah ini diterbitkan secara online di Physical Review Letters.

Kedekatan massa hingga 2m_p menunjukkan keadaan terikat nukleon-antinukleon, sebuah gagasan yang memiliki sejarah panjang. Sebelum lahirnya Model Quark, keadaan terikat nukleon-antinukleon telah diusulkan oleh Prof. E. Fermi dan Prof. CN Yang.

Terdapat akumulasi bukti perilaku anomali dalam sistem proton-antiproton di dekat ambang batas massa ppbar, misalnya, J/ψ→γppabr , J/ψ→γπ⁺π^-η' dan faktor bentuk efektif proton ditentukan dari e⁺e^-→ppbar, menunjukkan puncak yang sempit atau penurunan yang sangat tajam di sekitar ambang batas massa ppbar, yang menginspirasi banyak spekulasi dan memperbarui minat terhadap keadaan terikat nukleon-antinukleon.

X(1840) adalah struktur baru yang ditemukan di J/ψ→γ3(π⁺π^-) diproses pada tahun 2013 dengan subdata sampel percobaan BESIII yang juga terletak di dekat ambang batas massa ppbar. Eksplorasi lebih lanjut terhadap bentuk garis X (1840) sangat penting untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang sifatnya. Oleh karena itu, percobaan BESIII melakukan penyelidikan terhadap 3(π⁺π^-) spektrum massa dengan peristiwa 10 miliar J/ψ, yaitu sekitar 45 kali lebih besar dari sampel subdata yang digunakan pada pengukuran sebelumnya.

Bentuk garis anomali X (1840) di dekat ambang massa ppbar diamati untuk pertama kalinya. Setelah banyak upaya, ditemukan bahwa model dengan jumlah koheren dari dua parameterisasi Breit-Wigner dapat memberikan deskripsi data yang baik, yang mengungkapkan resonansi baru X (1880) dengan signifikansi statistik lebih besar dari 10σ, serta massa dan lebar ditentukan menjadi 1882.1±1.7±0.7 MeV/c² dan 30.7±5.5±2.4 MeV/c, masing-masing.

Kedekatan massanya dengan ambang batas massa ppbar mendukung keberadaan keadaan terikat ppbar. Setelah dipublikasikan, hasil ini dipilih sebagai “Unggulan dalam Fisika” oleh Physical Review Letters.