Пентакварк

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search
Пентакварк (пяць кваркаў)
Pentaquark.svg
Адкрытая ў 2015 годзе часціца з пяці кваркаў
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)

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].

Уласцівасці[правіць | правіць зыходнік]

Кваркавы 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[правіць | правіць зыходнік]

Тэарэтычная 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 | правіць зыходнік]

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]