Дьявольские частицы существуют

Свежие результаты наблюдений на детекторе LHCb из “кольца” Большого адронного коллайдера подтвердили, что пентакварки – “дьявольские частицы” из пяти кварков – на самом деле существуют, пишут ученые в статьях, опубликованных в журнале Physical Review Letters.

По современным представлениям, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками. Протоны, нейтроны и прочие “тяжелые” частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – “обычный” кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.

В принципе, существующие сегодня физические теории не исключают возможности того, что могут существовать элементарные частицы, состоящие из четырех и даже пяти кварков разного “аромата” или, говоря проще, “цвета”. Относительно недавно ученые начали находить признаки существования таких частиц, тетракварков и пентакварков.

К примеру, в июле прошлого года физики из ЦЕРН заявили, что в данных, собранных инструментом LHCb во время первого этапа работы БАК, им удалось найти признаки существования сразу двух пентакварков — Pc(4450)+  и Pc(4380)+.

Несмотря на высокую степень достоверности открытия – девять сигма, – многие физики сомневались в том, существуют ли эти “дьявольские” частицы на самом деле. Дело в том, что ряд ученых предполагал, что на самом деле они представляют собой своеобразные “молекулы” из одного бариона и мезона, а не единую частицу из пяти кварков. Сами авторы открытия тоже допускали такую возможность.

Используя новые и старые результаты наблюдений с БАК, коллаборация LHCb повторно проанализировала данные, собранные ее детектором, и показала, что пентакварки  Pc(4450)+  и Pc(4380)+ действительно существуют и что лямбда-частицы, при распаде которых они образуются, не могут превращаться в конечные продукты их разложения, минуя стадию распада в пентакварк и один мезон. Этот мезон, как показывают новые данные с коллайдера, полученные в прошлом и этом году, может быть не только каон, как писали ученые в прошлом году, но и другой тип мезонов – пион.

Подтверждение существования пентакварков и недавнее открытие целого “семейства” тетракварков, а также обнаружение странностей в распаде B-мезонов, не укладывающихся в предсказания Стандартной модели физики, как считают ученые, позволяют нам надеяться, что “новая физика” будет открыта на БАК в ближайшее время и что нам не придется для этого ждать постройки новых суперколлайдеров с энергией столкновений в 100-140 ТэВ, о которых физики говорили на недавно прошедшей конференции ICHEP в Чикаго.