Физики подтвердили существование пентакварка
Коллаборация LHCb опубликовала новые результаты анализа распадов прелестных барионов Λb, в которых в прошлом году были обнаружены доказательства существования пентакварков Pc(4450)+ и Pc(4380)+. В двух статьях ученые подтвердили существование пентакварков независимыми наблюдениями в другом канале распада частицы, а также провели более широкий анализ старых данных, основанный на меньшем количестве предположений. Исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, кратко о них сообщает Physics.
В согласии с современными исследованиями все частицы, из которых состоит вещество, можно разделить на две большие группы: лептоны и адроны. К лептонам относятся электроны, мюоны, тау-частицы и соответствующие им нейтрино, к адронам — все частицы, состоящие из кварков. Эксперименты показывают, что подавляющее большинство адронов состоит либо из трех кварков (барионы: протоны, нейтроны), либо из двух кварков (мезоны). Теоретических оснований для того, чтобы объяснить неустойчивость ансамблей из большего количества кварков на данный момент нет, однако известно лишь ограниченное количество тетракварков. Подробнее об их поисках можно прочитать в нашем материале.
Идея существования пентакварков появилась сразу после предложения кварковой модели, а предсказания конкретных частиц существовали уже в конце 90-ых годов. Однако первые попытки обнаружить их в эксперименте не увенчались успехом. Лишь в 2015 году коллаборация LHCb представила первые доказательства того, что такие частицы могут существовать.
Увидеть рождение пентакварка удалось в специальном процессе, происходящем после столкновения пары протонов. Такие столкновения приводят к появлению огромного количества частиц, в том числе и нестабильных. Одна из них — прелестный лямбда барион или Λb. Он состоит из прелестного, верхнего и нижнего кварков. Он существует недолго, порядка пикосекунды, после чего распадается на другие частицы. Ученые обнаружили, что при распаде на протон и два мезона (каон и J/ψ) иногда возникает промежуточная частица, которая дает жизнь протону и J/ψ. Их кварковый состав и указал на то, что она является пентакварком, состоящим из очарованных кварка и антикварка, а также двух нижних кварков и одного верхнего.
