Egzotik Hadronların Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Güçlü etkileşen kuark ve gluonlardan oluşan standart hadronlar, baryonlar ve mezonlardır. Bu etkileşmelerin alan teorisi, Kuantum Renk Dinamiği (KRD) dir. Bu yapılara ek olarak, son yıllarda, çeşitli kuark ve gluon kombinasyonlarından oluşabilecek parçacıklar olabileceği öne sürülmüş ve bazıları deneylerde gözlemlenmiştir. Bu yapılar genel olarak XYZ parçacıkları, hybridler, mezon molekülleri, dörtkuarklar ve beşkuarklar gibi egzotikler olarak bilinmektedir. Projenin temel amacı, bu tür parçacıkların fiziksel özelliklerini incelemek olmuştur. Proje kapsamında, egzotik parçacıkların spektroskopik özellikleri ile onların güçlü, elektromanyetik ve zayıf geçiş kanalları incelenmiş olup sonuçlar var olan deney dataları ile kıyaslanmıştır. Proje süresince, zaman zaman, Fermilab, LHCb, Belle gibi dünya çapında önemli laboratuvarlar tarafından yeni parçacıklar keşfedilmiş, grubumuz bu keşiflere reaksiyon gösterip yeni parçacıkların iç kuark-gluon organizasyonu ve kuantum sayılarını belirlemeye çalışmıştır. Bazen deneylerde bakılmaları için çeşitli öngörülerde de bulunulmuştur. Çalışmalarımız deneylerle yakın ilişki içerisinde olup, bazı deney sonuçlarına ışık tutmuştur. Örneğin, X(5568) parçacığı, hesaplarımız esnasında Fermilab tarafından keşfedilmiştir. Çalışmalarına daha önce başladığımızdan, bu parçacık ilk olarak grubumuz tarafından teorik olarak incelenmiş olup, kuantum sayıları belirlenip ona kimlik verilmiştir. Proje kapsamında yapılan kütle ve rezidü hesapları ve egzotik parçacıkların elektromanyetik, zayıf ve güçlü bozunum incelemeleri teorik literatüre katkı sağlamanın yanı sıra çeşitli deney sonuçlarının yorumlanmasında kullanılmıştır. İlgili parçacıkların özelliklerinin incelenmesi sonucu, iç yapıları ve kuantum sayıları belirlenip onlara kimlik verilmiştir. Hadronların bozunum özelliklerini temsil eden yapı faktörlerini hesaplamak için pertürbatif olmayan yöntemler gerekmektedir. Bu yöntemlerin en güvenilir ve uygulanabilirlerinden birisi KRD toplam kurallarıdır. Proje kapsamında yapılan çalışmalarda bu yöntem egzotik parçacıklara genişletilerek kullanılmıştır. Proje kapsamında 31 adet çalışma gerçekleştirilmiştir: 28 tanesi alanının saygın dergilerinde yayımlanmış olup üçü ise hakem değerlendirmesindedir. Proje kapsamında genç bilim insanları da yetiştirilmiştir. Bir yüksek lisans öğrencisi tezini bitirip doktora eğitimine başlamıştır. Bir doktora sonrası araştırmacı ise proje konusunda uzmanlaşmıştır.