На сайте Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) появилось сообщение, что в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере ученым удалось обнаружить пентакварк – частицу, состоящую из пяти кварков. Статья о результатах этого эксперимента будет опубликована в журнале Physical Review Letters.
Уже давно физикам были известны частицы, состоящие из пары кварк – антикварк (мезоны) или из трех кварков (барионы). Теоретически могли бы существовать и другие варианты, например, из двух пар кварк – антикварк (тетракварки) или из трех кварков и одной пары кварк – антикварк (пентакварки). Возможность существования пентакварка обосновали в 1997 году российские физики Дмитрий Дьяконов, Максим Поляков и Виктор Петров.
Однако последовавшие за тем сообщения об экспериментальном обнаружении пентакварков с разными комбинациями входящих в них кварков не вызывали полного доверия, так как статистическая достоверность их была невелика. К тому же в немалом количестве других экспериментов пентакварки не наблюдались. Если, например, в 2003 году ученые, работающие в американском эксперименте CLAS, объявили об обнаружении пентакварка, то два года спустя они же получили результаты, основанные на существенно большей статистике, где существование пентакварка не подтверждалось.
Как сообщают сегодня физики ЦЕРНа, пентакварк был обнаружен при столкновениях протонов с энергией до восьми тераэлектронвольт. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что он состоял из двух верхних кварков, одного нижнего и пары очарованных кварка и антикварка (uudcc̅). «Благодаря большому объему данных, полученному Большим адронным коллайдером, и точности нашего детектора, мы рассмотрели все возможности появления таких сигналов и пришли к выводу, что они могут быть объяснены только существованием пятикварковых состояний», - говорит участник эксперимента Томаш Скварницкий (Tomasz Skwarnicki) из Сиракузского университета.
В дальнейшем ученые планируют выяснить, как именно связаны кварки внутри пентакварка. Как объясняет другой участник работ Лимин Чжан (Liming Zhang) из Университета Цинхуа, кварки могут быть связаны тесно, а могут и образовывать два сравнительно автономных фрагмента из трех и двух кварков. В последнем случае пентакварк будет представлять собой своеобразную мезон-барионную «молекулу», в которой мезон и барион будут удерживаться сильным взаимодействием, подобно тому, как связаны протоны и нейтроны в атомном ядре.
