Loading AI tools
группа составных субатомных частиц, состоящих из пяти кварков Из Википедии, свободной энциклопедии
Пентаква́рки — группа составных субатомных частиц, состоящих из пяти кварков. Их существование было доказано с использованием Большого адронного коллайдера в июле 2015 года. Являются барионами, адронами, фермионами, резонансами. Порождают направление исследований в адронной спектроскопии — физику пентакварков[1].
| Пентакварк (P c) | |
|---|---|
 Открытая в 2015 году частица из пяти кварков | |
| Состав |
5 кварков: u, u, d, c, c [1] |
| Семья | Фермион |
| Группа | Барион, адрон, резонанс |
| Участвует во взаимодействиях | Сильное |
| Масса |
P c(4450)+: 4450 МэВ/с^2[1] P c(4380)+: 4380 МэВ/с^2[1] |
| Ширина распада |
P c(4450)+: 40 МэВ[1] P c(4380)+: 200 МэВ[1] |
| Теоретически обоснована | Мюррей Гелл-Манн (1964) |
| Обнаружена | Большой адронный коллайдер (2015) |
| В честь кого или чего названа | Пять кварков |
| Квантовые числа | |
| Барионное число | 1 |
| Лептонное число | 0 |
| B−L | 1 |
| Спин |
P c(4450)+: 5/2[1] P c(4380)+: 3/2[1] ħ |
| Чётность |
P c(4450)+: +[1] P c(4380)+: −[1] |
| Очарование | 0 |
| Гиперзаряд | 1 |
| Слабый гиперзаряд | 1 |
 Медиафайлы на Викискладе | |
 | Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. |
Возможность существования адронов, включающих больше кварков, чем минимально необходимо (три кварка или пара кварк-антикварк), была рассмотрена ещё авторами кварковой модели Гелл-Маном (в 1964 году) и Цвейгом. Модель барионов, состоящих из 4 кварков и 1 антикварка, была рассмотрена в конце 1970-х годов. Название «пентакварк» для этих частиц было предложено израильским физиком Хэрри (Цви) Липкиным (англ.) в 1987 году[3].
В 1997 году Дмитрий Дьяконов, Виктор Петров и Максим Поляков предложили теорию, предсказывающую существование пентакварков (экзотический антидекуплет) из лёгких кварков и их свойства[4][5]. Экспериментально существование пентакварка в месте, предсказанном теорией 1997 года,[5] возможно, было подтверждено в июле 2003 года Такаси Накано в эксперименте LEPS (Осакский университет, Япония), Кеном Хиксом на Национальном ускорителе имени Джефферсона (город Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния). В этих экспериментах высокоэнергетичные гамма-кванты взаимодействовали с нейтроном, создавая мезон и пентакварк. Однако пентакварк существует в течение 10−20 секунд перед распадом на мезон и нейтрон[6].
Затем несколько других групп исследователей исследовали данные в определённых каналах и диапазонах энергий. В целом 12 групп сообщили о положительных сигналах пентакваркового состояния. Например, два эксперимента на ускорителе HERA, ZEUS и HERMES, и эксперимент СВД[7] на ускорителе У-70 в Протвино заявили о наблюдении кандидатов в пентакварки со статистической значимостью от 4 до 8 стандартных отклонений.
Однако существование пентакварков подвергалось сомнению. Для того, чтобы внести в этот вопрос бо́льшую ясность, коллаборация CLAS провела эксперимент в лаборатории Джефферсона с целью обнаружить пентакварк. В ходе эксперимента учёные бомбардировали жидкий водород высокоэнергетичными протонами. Несмотря на то, что полученный объём данных в 10 раз превышал статистику, собранную немецкой группой SAPHIR, а результаты исследований были в 50 раз точнее, чем у немцев, американцам не удалось найти никаких следов пентакварков (хотя результаты первых экспериментов CLAS 2003 года показывали наличие пентакварков со статистической значимостью вплоть до 7 стандартных отклонений)[8][9].
В конечном итоге, в большинстве экспериментов (например HERA-B[10], BaBar и Belle) на вопрос об обнаружении пентакварков был получен отрицательный ответ, опровергающий ранее полученные положительные результаты с малой статистикой. Тем не менее, в данных LEPS по-прежнему присутствуют узкие пики, которые могут быть интерпретированы как проявление пентакварков. В начале 2009 года LEPS опубликовал в журнале «Physical Review» статью, где утверждается, что сигнал от пентакваркового состояния с массой 1524 ± 4 МэВ/c² виден со статистической значимостью 5,1 стандартных отклонений[11]. Эксперименты по поиску пентакварков продолжались.
14 июля 2015 года учёные из коллаборации LHCb сообщили об открытии пентакварков в результате столкновений протонов при энергиях до восьми тераэлектронвольт (при распаде лямбда-бариона[12]) на Большом адронном коллайдере[13][14][3], пентакварки такого типа и в таком месте до того никто не предсказывал[5]. Поиск пентакварков не был объектом эксперимента LHCb (который прежде всего предназначен для исследования асимметрии материи и антиматерии)[15], и несомненное открытие пентакварков было описано представителем ЦЕРН как «случайность» и «нечто удивительное, что мы случайно нашли»[16].
18 августа 2016 года LHCb подтвердила открытие пентакварка в статье в Nature[17]. В статье указано, что за год данные были исследованы независимым от представлений о пентакварках образом и необходимость в объяснении результатов введением пентакварков на уровне статистической значимости около 10σ (стандартных отклонений)[18].
Кварковый состав u, u, d, c, c. Всего было открыто одновременно 2 представителя группы: P
c(4450)+ и P
c(4380)+.
Массы у них 4450 МэВ и 4380 МэВ соответственно,
ширина распада 40 МэВ и 200 МэВ, спин 5/2 и 3/2,
чётность + и −.
В результате проверки диаграммой Аргана[19] про P
c(4380)+ есть сомнения, частица ли это, про второй таких сомнений нет. Теоретического описания найденных частиц нет. Это могут быть или «адронные молекулы», образуемые протоном и J/ψ мезоном, или настоящее пятикварковое состояние: структура дикварк + дикварк + антикварк, дикварк + трикварк и другие.[1].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
