На представленной иллюстрации изображен один из обнаруженных тетракварков. Физики эксперимента LHCb сообщили об открытии трех новых экзотических адронов: странного пентакварка, а также дважды заряженного очарованного тетракварка и его нейтрального партнера. Эти частицы были обнаружены в результате анализа распадов заряженных и нейтральных B-мезонов. Полученные результаты обладают очень высокой статистической значимостью. Информация об открытии опубликована на сайте коллаборации LHCb и в сообщении CERN. В настоящее время физикам известно шесть кварков с различными “ароматaми”: верхний (u), нижний (d), странный (s), очарованный (c), прелестный (b) и истинный (t). Последние два часто называют боттом- и топ-кварками. Вместе со своими античастицами они образуют двенадцать фундаментальных элементов, из которых в природе формируется вся кварковая материя.

Чаще всего речь идет о группировке кварков по трое в барионы или по двое в виде кварк-антикварковой пары в мезоны. Более сложные комбинации кварков считаются экзотическими. И хотя они были предсказаны в то же время, когда появилась кварковая теория, такие частицы начали регистрировать сравнительно недавно благодаря строительству Большого адронного коллайдера. Первый тетракварк коллаборация LHCb надежно увидела в апреле 2014 года, а пентакварк — в 2015 году. Мы регулярно сообщали о подобных открытиях в 2019, 2020 и в 2021 годах. Суммарно на БАКе было обнаружено 66 новых адронов, 59 из которых — заслуга LHCb.

Недавно физики из LHCb выступили с сообщением о том, что им удалось обнаружить сразу три новые частицы: один странный пентакварк, а также дважды заряженный тетракварк и его нейтральный партнер. Пентакварк P^Λ_ψs(4338)⁰ проявил себя в распадах отрицательно заряженного B-мезона B^–→J/ψΛp. Он состоит из очарованного кварка и очарованного антикварка, а также верхнего, нижнего и странного кварков. Это первый пентакварк, содержащий странный кварк. Находка имеет огромную статистическую значимость в 15 стандартных отклонений, что намного превышает 5 стандартных отклонений, необходимых для заявления о наблюдении частицы в физике элементарных частиц. Масса и ширина нового пентакварка оказались равными 4338,2±0,7±0,4 и 7,0±1,2±1,3 мегаэлектронвольт, соответственно.

Два тетракварка T^a_cs0(2900)⁺⁺ и T^a_cs0(2900)⁰ физики увидели при объединенном анализе распадов других B-мезонов: B⁰→ D⁰D_s⁺π^– and B⁺→D^–D_s⁺π⁺. Первая частица представляет собой открыто очарованный дважды заряженный тетракварк, состоящий из очарованного кварка, странного антикварка, верхнего кварка и нижнего антикварка. Его нейтральный партнер отличается от него последними двумя кварками: верхним антикварком и нижним кварком. Новые тетракварки, наблюдаемые со статистической значимостью 6,5 и 8 стандартных отклонений, представляют собой первый случай наблюдения пары тетракварков. Массы и ширины обоих тетракварков определены как 2,908±0,011±0,02 и 0,136±0,023±0,011 гигаэлектронвольт, соответственно.

На текущий момент физики спорят об интерпретации тетра- и пентакварков. Одни считают их тесно связанной системой кварков, другие предполагают, что экзотические частицы — это аналог молекул, состоящих из отдельных барионов или мезонов.

Возможно, точный ответ на этот вопрос ученые получат в результате третьего сезона работы Большого адронного коллайдера. Совсем недавно на нем начались первые столкновения протонов на энергии 13,6 тераэлектронвольт.

Автор: Марат Хамадеев
Источник: https://nplus1.ru/