Обнаружение пентакварка

17/07/2015

Физики, работающие в эксперименте LHCb (http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/) на Большом Адронном Коллайдере (БАК), сообщили о наблюдении пентакварков - резонансов, состоящих из четырёх кварков и одного антикварка. Два таких резонанса необходимы для описания распада Λb0 J/ψ p K-. Статистическая значимость превышает 9 стандартных отклонений.

Две новых открытых частицы, которые проще всего объяснить как связанные состояния из четырех кварков и одного антикварка, были обнаружены как промежуточные резонансы при изучении распада Λb0-гиперона (частицы, состоящей из udb кварков) на протон (uud), K--мезон (su) и J/ψ-резонанс (сс). Протон и K--мезон напрямую регистрировались детектором LHCb, а характеристики J/ψ восстанавливались по характеристикам мюонов из распада J/ψμ+μ-.

Впервые возможность существования частицы, состоящей из четырех кварков и антикварка, обсуждалась еще авторами идеи кварков М. Гелл-Манном и Г. Цвейгом в своих пионерских работах в 1964 г. Название пентакварк предложил в 1987 году Г. Липкин. Из множества предсказаний предположение сотрудников НИЦ КИ ПИЯФ Д. Дьяконова, В. Петрова и М. Полякова отличалось тем, что предсказанный в рамках их расчётов пентакварк Θ+ с массой 1530 МэВ имел поразительно малую ширину распада (менее 30 МэВ), а, следовательно, большое время жизни. В середине 2000-х годов прогремело несколько заявлений об экспериментальном открытии Θ+, однако позднее часть из них была опровергнута. На сегодняшний день экспериментальная ситуация с Θ+ пентакварком выглядит довольно запутанной. Тем не менее, работа теоретиков НИЦ КИ ПИЯФ вызвала огромный интерес к изучению пентакварков, и в настоящий момент данная тематика представляет собой важное направление исследований современной физики элементарных частиц.

Теперь перед экспериментаторами стоит задача найти подобные состояния в других распадах, а перед теоретиками, изучающими адроны, проверить, могут ли найденные состояния возникать в их моделях.

Следует отметить, что открытие сделано международным коллективом эксперимента LHCb. В этот коллектив входят и представители российских исследовательских институтов и университетов. В том числе свой вклад внесла и группа Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», участвовавшая в проектировании и создании системы детектирования мюонов LHCb - почти половина мюонной системы LHCb была изготовлена в Гатчине. В данный момент эта мюонная система детектора LHCb поддерживается группой НИЦ КИ ПИЯФ в ЦЕРН.

Оригинальная публикация доступна в электронном архиве препринтов:

http://arxiv.org/abs/1507.03414

А. А. Дзюба, старший научный сотрудник Лаборатории мезонной физики конденсированных сред ОФВЭ НИЦ КИ ПИЯФ

В. Т. Ким, заместитель руководителя ОФВЭ НИЦ КИ ПИЯФ по научной работе

Адрес: Россия, 188300, Ленинградская обл., г.Гатчина, мкр. Орлова роща, д. 1,
НИЦ «Курчатовский Институт» - ПИЯФ

Тел.: +7(813-71) 46025, +7(813-71) 46047,
Факс: +7(813-71) 46047, +7(813-71) 36025

E-mail: dir@pnpi.nrcki.ru

Последнее обновление: 07.09.2015 - Пн  23:04
вебмастер: webadm@pnpi.nw.ru