Физици, работещи с детектора LHCb на Големия адронен колайдер са открили нови и много необичайни частици, които се състоят не от два или три, а от пет кварка – “тухличките”, от които са изградени всички елементарни частици. Предварителните резултати от изследването са публикувани в списание Physical Review Letters.
“Пентакваркът не е просто нова частица. Той е пример за принципно нов начин за “опаковане” на кварките, съставящи основата на протоните и неутроните, какъвто не сме виждали досега за 50 години експерименти. Изучаването на неговите свойства може да ни помогне да разберем как възниква и съществува “нормалната” материя”, – казва Гай Уилкинсън, официален представител на групата изследователи.
Според съвременните представи, всички елементарни частици се състоят от малки обекти, които физиците наричат кварки. Протоните, неутроните и другите “тежки” частици, наричани бариони, съдържат в себе си три кварка. Техните по-малки събратя, така наречените мезони, съдържат в себе си два елемента – “обикновен” кварк и антикварк, базовата съставна на антиматерията. По принцип, сегашните физични теории не изключват възможността да съществуват елементарни частици, състоящи се от четири и даже пет кварка с различен “аромат” или по-просто казано “цвят”.
Учените дълго време не успяваха да намеря или да създадат подобни частици и едва преди две години японски физици откриха намек за съществуването на “тетракварк” – семейство от два кварка и два антикварка. Но както отбелязва един от авторите на откритието, тази частица би могла да бъде на практика псевдомолекула от два мезона.
Данните, събрани на Големия адронен колайдер позволиха на физиците, занимаващи се с търсене на екзотични частици, да отидат понататък и да “хванат” наведнъж няколко частици от пет кварка, които са получили временни названия Pc(4450)+ и Pc(4380)+. Те притежават много голяма маса – около 4400 – 4500 мегаелектронволта, което е 4-5 пъти повече от аналогичния показател за протоните и неутроните, както и доста необичаен спин. По своята природа те представляват четири “нормални” кварка, слепени с един антикварк.
Учените не се съмняват в съществуването на тези частици – статистическата достоверност на откритието е девет сигма, което е еквивалентно на една случайна грешка или срив в работата на детектора в един случай на четири милиона милиарда (10 на 18-та степен) опита.
Изследователите засега не знаят как са “опаковани” кварките в тези частици – те могат да са както тясно свързани помежду си, както в протоните и неутроните, така и раздалечени по подобие на мезонната молекула. За да се получат отговори на тези въпроси трябва да се направят допълнителни наблюдения на разпадането на барионите, в хода на което се раждат тези “пентакварки”.
