Пентакварк
Пентаква́ркі — група састаўных субатамных часціц, якія складаюцца з пяці кваркаў. Іх існаванне было даказана з выкарыстаннем Вялікага адроннага калайдара ў ліпені 2015 года. З'яўляюцца барыёнамі, адронамі, ферміёнамі, рэзанансамі. Спараджаюць кірунак даследаванняў у адроннай спектраскапіі — фізіку пентакваркаў[1].
сімвал |
P c |
---|---|
маса |
P c(4450)+: 4450 МэВ[1] P c(4380)+: 4380 МэВ[1] |
статыстыка | Ферміён |
група | Барыён, адрон, рэзананс |
узаемадзеянне | Гравітацыйнае[2] |
квантавыя лікі | |
спін |
P c(4450)+: 5/2[1] P c(4380)+: 3/2[1] |
барыённы лік | 1 |
чароўнасць | 0 |
Іншыя ўласцівасці і звесткі | |
састаў часціцы |
5 кваркаў: u, u, d, c, c[1] |
адкрыта | Вялікі адронны калайдар (2015) |
тэарэтычна абгрунтавана | Мюрэй Гел-Ман (1964) |
Уласцівасці
правіцьКваркавы склад u, u, d, c, c. Усяго было адкрыта адначасова 2 прадстаўніка групы: P
c(4450)+ і P
c(4380)+. Масы ў іх 4450 МэВ і 4380 МэВ адпаведна. Шырыня распаду 40 МэВ і 200 МэВ адпаведна. Спін 5/2 і 3/2 адпаведна. Цотнасць + і — адпаведна. У выніку праверкі дыяграмай Аргана[3] пра P
c(4380)+ ёсць сумненні, ці часціца гэта, пра другі такіх сумненняў няма. Тэарэтычнага апісання знойдзеных часціц няма. Гэта могуць быць ці «адронныя малекулы», утвораныя пратонам і J/ψ мезонам, ці сапраўдны пяцікваркавы стан: структура дыкварк + дыкварк + антыкварк, дыкварк + трыкварк і іншыя[1].
Гісторыя
правіцьТэарэтычная магчымасць існавання пентакваркаў была прадказана Мюрэем Гел-Манам у 1964 годзе. Назва «пентакварк» для гэтых часціц была прапанавана ізраільскім фізікам Хары (Цві) Ліпкіным ў 1987 годзе. Эксперыментальна існаванне пентакварка, магчыма, было пацверджана ў ліпені 2003 года Такасі Накано ў эксперыменце LEPS (Осакскі ўніверсітэт, Японія), Кенам Хіксам на Нацыянальным паскаральніку імя Джэферсана (горад Ньюпорт-Ньюс, штат Вірджынія). У гэтых эксперыментах высокаэнергетычныя гама-кванты ўзаемадзейнічалі з нейтронам, ствараючы мезон і пентакварк. Аднак пентакварк існуе на працягу 10−20 секунд перад распадам на мезон і нейтрон.
Затым некалькі іншых груп даследчыкаў даследавалі дадзеныя ў пэўных каналах і дыяпазонах энергій. У цэлым 12 груп паведамілі аб станоўчых сігналах пентакваркавага стану. Напрыклад, два эксперыменты на паскаральніку HERA, ZEUS і HERMES, і эксперымент СВД[4] на паскаральніку У-70 у Протвіне заявілі аб назіранні кандыдатаў у пентакваркі са статыстычнай значнасцю ад 4 да 8 стандартных адхіленняў.
Аднак існаванне пентакваркаў падвяргалася сумненню. Для таго, каб унесці ў гэтае пытанне большую яснасць, калабарацыя CLAS правяла эксперымент у лабараторыі Джэферсана з мэтай выявіць пентакварк. У ходзе эксперымента навукоўцы бамбардзіравалі вадкі вадарод высокаэнергетычнымі пратонамі. Нягледзячы на тое, што атрыманы аб'ём дадзеных у 10 разоў перавышаў статыстыку, сабраную нямецкай групай SAPHIR, а вынікі даследаванняў былі ў 50 разоў дакладней, чым у немцаў, амерыканцам не ўдалося знайсці ніякіх слядоў пентакваркаў (хоць вынікі першых эксперыментаў CLAS 2003 паказвалі наяўнасць пентакваркаў са статыстычнай значнасцю аж да 7 стандартных адхіленняў)[5][6].
У канчатковым выніку ў большасці эксперыментаў (напрыклад HERA-B, BaBar і Belle) на пытанне аб выяўленні пентакваркаў быў атрыманы адмоўны адказ, які абвяргаў атрыманыя раней станоўчыя вынікі з малой статыстыкай. Тым не менш, у дадзеных LEPS па-ранейшаму прысутнічаюць вузкія пікі, якія могуць быць інтэрпрэтаваныя як праяўленне пентакваркаў. У пачатку 2009 года LEPS апублікаваў у часопісе «Physical Review» артыкул, дзе сцвярджаецца, што сігнал ад пентакваркавага стану з масай 1524 ± 4 МэВ/c² відзён са статыстычнай значнасцю 5,1 стандартных адхіленняў[7]. Эксперыменты па пошуку пентакваркаў працягваюцца.
14 ліпеня 2015 года навукоўцы з калабарацыі LHCb паведамілі аб адкрыцці пентакваркаў у выніку сутыкненняў пратонаў пры энергіях да васьмі тэраэлектронвольт на Вялікім адронным калайдары[8]. Пошук пентакваркаў не быў аб'ектам эксперымента LHCb (які перш за ўсё прызначаны для даследавання асіметрыі матэрыі і антыматэрыі)[9], і несумненнае адкрыццё пентакваркаў было апісана прадстаўніком ЦЕРН як «выпадковасць» і «нешта дзіўнае, што мы выпадкова знайшлі»[10].
Зноскі
правіць- ↑ а б в г д е ё Ігар Іваноў. Адкрыты адрон новага тыпу — пентакварк са схаванай чароўнасцю (руск.)
- ↑ Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции, ФИАН, 11 сентября 2007 года
- ↑ Ф. Никитиу Методы определения резонансов в фазовом анализе // ЭЧАЯ 12, 805 (1981)
- ↑ П. Ф. Ермолов, А. В. Кубаровский, В. А. Никитин, Поиски пентакварка продолжаются!!!, 2007.(недаступная спасылка)
- ↑ Пентакварк — все-таки миф?, Элементы", 22.04.05.
- ↑ Рур, пентакварки и NICA, газета «Дубна», № 12-13, 20.03.2009.
- ↑ LEPS Collaboration (T. Nakano et al.), Evidence of the Θ+ in the γd → K+K−pn reaction, Phys. Rev. C79 025210, 2009, arXiv:0812.1035 [nucl-ex].
- ↑ В ЦЕРНе открыли предсказанный российскими физиками пентакварк
- ↑ Where has all the antimatter gone? . CERN/LHCb (2008). Праверана 15 ліпеня 2015.
- ↑ G. Amit. Pentaquark discovery at LHC shows long-sought new form of matter . New Scientist (14 ліпеня 2015). Праверана 14 ліпеня 2015.
Спасылкі
правіць- Выяўлен пентакварк // Навіны фізікі ў Сеціве на сайце часопіса «Успехи физических наук». (руск.)
- «У бозона Хиггса не было отрицательной репутации, как у нашего пентакварка»
- В поисках пентакварка, «Троицкий вариант», 26.03.2013.
- Частица о пяти кварках — фантазия или реальность?, «Компьютерра», 06.06.2006. Архівавана 15 снежня 2009.
- Дмитрий Баюк. Пять в одном // Журнал «Что нового в науке и технике»
- Японские учёные обнаружили пятикварковые субатомные частицы, «Мембрана», 01.07.2003. Архівавана 12 чэрвеня 2010.