ЦЕРН подтвердил открытие нового класса частиц — пентакварков



    Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) сообщила об открытии нового экзотического класса частиц — пентакварков. Их удалось обнаружить с помощью детектора LHCb в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере.

    «Пентакварк — это не просто новая частица, — сказал представитель LHCb Гай Вилкинсон (Guy Wilkinson). — Она представляет собой способ собрать вместе кварки, то есть фундаментальные составляющие обычных протонов и нейтронов, в упорядоченную структуру, которая никогда прежде не наблюдалась более чем за полвека экспериментов. Изучение её свойств может помочь нам лучше понять, как организована обычная материя, протоны и нейтроны, из которых мы все состоим».

    Важный шаг к открытию пентакварков был сделан 50 лет назад, когда американский физик Марри Гелл-Ман в возрасте 23 лет опубликовал свою основополагающую работу по странности и очарованию элементарных частиц. Именно он в 1964 году первым постулировал кварковую модель элементарных частиц. Согласно его модели, вводилось семейство частиц под названием барионы, состоящих из трёх кварков.



    После этого выдвигались теории, что существует класс барионов не из трёх, а из пяти кварков. Первыми теоретически предсказали существование пентакварков российские учёные Д. И. Дьяконов, М. В. Поляков и В. Ю. Петров из Петербургского института ядерной физики в 1997 году.

    Но существование этих частиц никак не удавалось доказать. До сегодняшнего дня.

    Как сказано в пресс-релизе ЦЕРН, участники группы LHCb искали признаки наличия пентакварков, изучая распад бариона, известного как Λb на три другие частицы: J/ψ-, протон и заряжённый каон. Изучение набора значений масс J/ψ и протона показало, что при их образовании существует некий промежуточный этап, то есть промежуточные состояния вещества. Их назвали Pc(4450)+ и Pc(4380)+.



    Первый был чётко виден на графиках, а существование второго требовалось, чтобы полностью объяснить экспериментальные данные. Эти частицы обладают очень большой массой — около 4,4-4,5 тысячи мегаэлектронвольт, что примерно в четыре-пять раз больше, чем аналогичный показатель для протонов и нейтронов.



    В результате проведения сотен экспериментов было собрано огромное количество экспериментальных данных, что и позволило выявить закономерность. Естественно, дата-майнинг проводили на суперкомпьютерах. В итоге удалось получить результат со статистической достоверностью открытия девять сигма, чего вполне достаточно для констатации открытия.



    «Благодаря большому объёму данных, собранных на Большом адронном коллайдере и великолепной точности нашего детектора мы проверили все возможности объяснить эти сигналы и пришли к выводу, что их можно объяснить только пентакварковыми состояниями, — говорит физик LHCb Томаш Скварницки (Tomasz Skwarnicki) из Сиракузского университета. — Точнее, промежуточное состояние должно быть сформировано из двух верхних кварков (u-кварк), одного нижнего кварка (d-кварк), одного очарованного кварка (c-кварк) и одного очарованного антикварка».

    Сейчас требуется провести дополнительные эксперименты и проверить, насколько прочны связи кварков в пентакварках.

    Научная работа с результатами эксперимента опубликована на arXiv.org, дополнительная информация размещена на сайте LHCb.
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 18
    • +28
      Черт подери, как же это круто.
      Все больше и больше мест в университетстких книжках, где «предполагается» или «предсказано» меняется на «доказано» и «существует». Ура!
      • +1
        Навскидку — бОльшими гениями являются те люди, которые именно всё это предсказали.
        То есть их разум, не опираясь на доказательства, всё равно смог сгенерировать объективные выводы про реальность.
      • +4
        Всегда с огромным интересом и удовольствием читаю новости про физику элементарных частиц… Вот оно — реверс-инжиниринг реальности, попытка прикоснуться к самой сути мироздания…
        Эти пентакварки также нестабильны, мне вот интересно — удастся ли в будущем открыть принципиально новую стабильную частицу (а значит в перспективе создать новый вид материи на макроуровне), или нет, и все стабильные частицы нам уже известны?
        • –3
          Скорее всего, да, ибо есть темная материя и ни одна из известных частиц на ее роль не подходит. Вообще, стабильные массивные частицы существуют благодаря законам сохранения, которых на много меньше, чем, собственно, частиц.
          • +3
            Странглет же. Но это гипотетический объект.
          • +1
            Кварк и его же антикварк в одной частице? Как они могут сосуществовать?
            • +5
              Существуют же вместе электрон и позитрон — под гордым названием позитроний. Правда, очень недолго.
              • +5
                Запросто. Мезоны, к примеру, являются кварк-антикварковыми парами.

                Но надо понимать, что время жизни таких частиц обычно короткое )
                • 0
                  Да, круто. Особенно частица, в формулу которой входит коэффициент sqrt(6). А что делать…
                  • +2
                    Это всего лишь способ обозначения того факта, что частица находится в суперпозиции трех разных состояний.
                    • +3
                      UPD: нет, я был не прав. Зря вы мне 2 плюса влепили :)

                      6 = 1 + 1 + 4 — сумма квадратов при коэффициентах слагаемых в той формуле. Если бы там была обычная суперпозиция трех состояний, без двойного веса третьего — то в знаменателе стояло бы sqrt(3)
                      • 0
                        Насколько я понимаю, одно из этих состояний вдвое (или вчетверо?) вероятнее каждого из других.
                • 0
                  Очень недолго :)
                • 0
                  Становится все больше новых открытий, но меня интересует другая сторона, как это отражается на материале который преподается в университетах, вносятся ли поправки или все так же грустно? По своему опыту вижу, что материал преподносят по литературе отставшей на много лет.
                  • –5
                    Пушкин и Гоголь неактуальны?
                  • –1
                    Рик и Морти 2 сезон 2 серия. image
                    • 0
                      Не перестаю удивляться этому мультфильму.

                      Хотя замечу, что раз в пентакварке два верхних кварка, то логично было бы сделать две частицы в Шептуне одинакового цвета. Так что, может просто удачное совпадение? Хотя символично так.
                    • +1
                      Ну то есть сильно упрощая, это такая гидра из протона и мезона. Логично.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое