Откритието на екзотичната частица пентакварк е потвърдено

Нови резултати от експеримента LHCb на Големия адронен колайдер потвърждават откритието от 2015 година, че кварките могат да се комбинират в групи от по петв т.нар. частица пентакварк, съобщава изданието Physics.

Вчера, 18 август, излязоха Има две статии ("Model-Independent Evidence for J/ψp Contributions to Λ⁰_b→J/ψpK⁻ Decays" и "Evidence for Exotic Hadron Contributions to Λ⁰_b→J/ψpπ⁻ Decays" ), които потвърждават откритието, публикувани в списание Physical Review Letters. 

В първото проучване, авторите показват, че за да се обяснят наблюдаваните реакции при експериментите през 2015 г., когато се обяви регистрирането на пентакварка, е необходимо наличието на новата частица. Във второто проучване, учените изследват алтернативен път на реакцията, който също води до наличието на пентакварка.

Познанията ни за структурата на материята претърпя революционна промяна през 1964 г., когато американският физик Мъри Гел-Ман предположи, че барионите (категория частици, включваща протоните и неутроните), се състоят от тройка елементарни частици, наречени кварки, а друга категория, наречени мезони, се формират от двойка кварк-антикварк. Антикварките са кварки антиматерия.

Преди това на учените бяха известни само адроните от два кварка (мезони) и от три (бариони, като протоните и неутроните). Илюстрация: ЦЕРН

По този повод Гел-Ман е удостоен с Нобелова награда по физика през 1969 г. Неговият кварков модел позволява съществуването на други състояния на кварките като пентакварки, съставени от четири кварка и антикварк.

Но в последните две години екипът учени от колаборацията (сътрудничеството) LHCb е потвърдил съществуването на екзотични четири- и петкваркови частици, което отдавна се прогнозира от теоретиците.

През 2015 г. екипът изследователи от LHCb търсейки пентакваркови състояния изследват разпада на барион, известен като Λ_b (Lambda b), в три други частици, а именно J/ψ- (J-psi), протон и зареден каон. Така протича конвенциалният разпад (а) . Изследването на спектъра на масите от J/ψ и протона е разкрило, че има междинните състояния, свързани с процеса (б).

Те бяха наречени P_C(4450)⁺ и P_C(4380)⁺ като първите са ясно видими като връх в данните.

Новите частици са открити в резултат на сблъсъци на протони при енергии до 8 тераелектронволта. Масата на пентакварка не надхвърля 4,5 тераелектронволта. Статистическата достоверност на откритието е 9 сигма. 

Във физиката на частиците, откритието се счита сигурно, ако тази стойност не е по-малко от 5 сигма. 

Още по темата

14/07/2015

Физика

Открит е нов клас частици в Големия адронен колайдер

19/02/2015

Физика

Бозоните и фундаменталните взаимодействия

18/02/2015

Физика

Елементарните частици