Каков максимальный спин частицы? (как теоретически, так и наблюдаемо)

Частичный ответ. Поговорим об адронах. Как в эксперименте открывают новые адроны? Они исследуют инвариантную массу определенной комбинации продуктов распада и ищут пики в этом распределении, используя угловые распределения для измерения спина. Чтобы надежно заявить о новом состоянии в наборе данных умеренного размера, в идеале должен быть виден достаточно узкий массовый пик, который не перекрывается с другими состояниями (т. е. отсутствуют значительные интерференционные эффекты).

Мы знаем, что для обычных адронов (мезонов и барионов, не говоря о ядрах здесь) чем выше его спин, тем выше его масса (рисунок взят отсюда ) :

Чем выше масса, тем больше каналов распада доступно для адрона. В приближении 0-го порядка резонансы большой массы менее стабильны, а значит, шире, чем резонансы малой массы. (Это не всегда верно из-за законов сохранения, которые могут запрещать определенные распады в зависимости от квантовых чисел данного состояния). Кроме того, чем больше масса, тем меньше поперечное сечение для создания данного состояния в адронных столкновениях или экспериментах с фиксированной мишенью (еще раз, я несколько упрощаю здесь).

Действительно, большинство состояний высокого спина имеют большую ширину, но малое сечение образования, что делает задачу их отделения от фона достаточно сложной. И, с философской точки зрения, можем ли мы назвать что-то «адроном», если его время жизни короче характерного временного масштаба сильного взаимодействия?

Для адронов, состоящих исключительно из легких кварков, есть много данных из сотен экспериментов и состояний до спина 6 (для мезонов), таких как$f_6(2510)$и спин-15/2 (для барионов), такие как$\Delta(2950)$, установлены. Ходят слухи о мезонах со спином 7 .

Важным моментом является то, что в кварковой модели эти состояния часто можно интерпретировать как как обычные мезонные/барионные состояния, так и как экзотические адроны (тетракварки, пентакварки, глюболы и т.д.).

Как только мы добавляем более тяжелые кварки, экспериментальные знания становятся менее развитыми. Для странных адронов в таблицах PDG известен спин-5.$K^*_5(2380)$мезон и спин-9/2$\Lambda(2350)$барион. Недавно обнаруженный чармоний$\psi_3(3842)$(спин 3) - это известное состояние с наивысшим спином, однако, если быть точным, его спин не измерялся, а скорее «догадывался» по его свойствам.

Полностью намагниченная частица железа имеет спин$S \approx N_A \frac{5}{2} h$. Такие крупные монокристаллы Fe могут быть коммерчески доступны. Обратите внимание, что кристалл Fe можно рассматривать как композит элементарных частиц.

Конечно, вы не искали этот ответ.