Эксперимент в ЦЕРН подтвердил существование пентакварков

Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям) объявила об обнаружении в распадах Λb-бариона трех пентакварков — «экзотических» структур, состоящих из пяти кварков. Эксперимент LHCb 2019 года уточнил результаты, полученные в 2015 году, и, благодаря лучшей точности, зарегистрировал не два пентакварка, как было заявлено ранее, а три. Об этом сообщается на сайте LHCb.

Кварки и антикварки — частицы, входящие в состав адронов. Адроны — частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Стандартная модель не только описывает мезоны (адроны из кварк-антикварковой пары) и барионы (адроны из трех кварков), но и допускает существование более сложных структур (тетракварки, пентакварки, глюболы и так далее). Впрочем, несмотря на то, что многокварковые состояния не противоречат природе сильных взаимодействий, до 2003 года они экспериментально не наблюдались.

Первые указания на существование более сложных, чем мезоны и барионы, кварковых систем появились в 2003 году с обнаружением детектором Belle четырехкваркового состояния. В 2015 году в эксперименте LHCb были зарегистрированы сразу два пентакварка со скрытым чармом (частицы, содержащие систему с-кварка и анти-с-кварка). За прошедшее время была значительно улучшена точность эксперимента, а объем анализируемой статистики повышен в девять раз, что позволило в 2019 году объявить об обнаружении уже трех пентакварков.

«В физике высоких энергий принято верифицировать результаты в независимых экспериментах на других установках, — пояснил старший научный сотрудник Института ядерной физики Сибирского отделения РАН, заведующий кафедрой физико-технической информатики физического факультета НГУ, сотрудник коллаборации LHCb, кандидат физико-математических наук Павел Кроковный. — Но в данном случае проблема в том, что Λb-барион рождается только на коллайдере LHC. Электрон-позитронный коллайдер SuperKEKb возобновил набор данных с детектором Belle II, но энергии коллайдера не хватит для рождения Λb — это технически невозможно. Другим экспериментам на LHC (ATLAS и CMS) не хватит точности определения массы, чтобы увидеть пентакварки в распадах Λb. Впрочем, полученные в 2019 году на LHCb результаты можно считать вполне надежными. Статистическая значимость обнаружения двух пентакварков, которые раньше выглядели как один, больше 5 стандартных отклонений».

О высокой надежности нового эксперимента говорит то, что он не только подтвердил результаты прошлого, но и уточнил их. Дальнейшая задача ученых состоит в том, чтобы определить, основываясь на свойствах экспериментально наблюдающихся состояний, хотя бы качественную модель явления. Дело в том, что подобные эксперименты опережают понимание происходящего. Из-за вычислительных сложностей существующая теория не может предсказать не только основные параметры пентакварков, но даже возможность их существования.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.