![](https://habrastorage.org/files/e98/59f/942/e9859f942e1d4efdaa90d570a61778bd.jpg)
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.
![](https://habrastorage.org/files/33e/bc5/484/33ebc5484c86478c81ac9420ecc9f0de.jpg)
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 ?b на три другие частицы: J/?-, протон и заряжённый каон. Изучение набора значений масс J/? и протона показало, что при их образовании существует некий промежуточный этап, то есть промежуточные состояния вещества. Их назвали Pc(4450)+ и Pc(4380)+.
![](https://habrastorage.org/files/553/bb4/1ce/553bb41ce2ae46ef8ea462a432599f1e.png)
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.
![](https://habrastorage.org/files/042/c8e/7d2/042c8e7d2cff4c95b4ba3e6301c8b524.png)
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.
![](https://habrastorage.org/files/d4d/797/803/d4d7978038f448499ccea54e4b2f6917.png)
«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.
Комментарии (18)
NeoCode
14.07.2015 23:20+4Всегда 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?DrSmile
15.07.2015 05:06-3Скорее 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.
Mrrl
15.07.2015 00:56+1Кварк и его же антикварк в одной частице? Как они могут сосуществовать?
qbertych
15.07.2015 01:10+5Существуют же вместе электрон и позитрон — под гордым названием позитроний. Правда, очень недолго.
mayorovp
15.07.2015 07:24+5Запросто. Мезоны, к примеру, являются кварк-антикварковыми парами.
Но надо понимать, что время жизни таких частиц обычно короткое )Mrrl
15.07.2015 07:46Да, круто. Особенно частица, в формулу которой входит коэффициент sqrt(6). А что делать…
mayorovp
15.07.2015 09:20+2Это всего лишь способ обозначения того факта, что частица находится в суперпозиции трех разных состояний.
mayorovp
15.07.2015 12:56+3UPD: 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)Mrrl
15.07.2015 15:29Насколько я понимаю, одно из этих состояний вдвое (или вчетверо?) вероятнее каждого из других.
KaaPex
15.07.2015 11:06Становится 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.
georgezarkua
15.07.2015 13:19-1Рик и Морти 2 сезон 2 серия.
IgorAdamenko
18.07.2015 10:40Не 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.
Color
Черт подери, как же это круто.
Все больше и больше мест в университетстких книжках, где «предполагается» или «предсказано» меняется на «доказано» и «существует». Ура!
Zegaldis
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.