WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Пентакварк (P
c)

Открытая в 2015 году частица из пяти кварков
Состав 5 кварков:
u, u, d, c, c [1]
Семья Фермион
Группа Барион, адрон, резонанс
Участвует во взаимодействиях Гравитационное[2]
Теоретически обоснована Мюррей Гелл-Манн (1964)
Обнаружена Большой адронный коллайдер (2015)
В честь кого или чего названа Пять кварков
Масса P
c(4450)+: 4450
МэВ[1]
P
c(4380)+: 4380
МэВ[1]
Ширина распада P
c(4450)+: 40
МэВ[1]
P
c(4380)+: 200
МэВ[1]
Квантовые числа
Барионное число 1
Лептонное число 0
B−L 1
Спин P
c(4450)+: 5/2[1]
P
c(4380)+: 3/2[1] ħ
Чётность P
c(4450)+: +[1]
P
c(4380)+: −[1]
Очарование 0
Гиперзаряд 1
Слабый гиперзаряд 1

Пентаква́рки — группа составных субатомных частиц, состоящих из пяти кварков. Их существование было доказано с использованием Большого адронного коллайдера в июле 2015 года. Являются барионами, адронами, фермионами, резонансами. Порождают направление исследований в адронной спектроскопии — физику пентакварков[1].

История

Теоретическая возможность существования пентакварков была предсказана D. Strottman в 1979 году [3]. Название «пентакварк» для этих частиц было предложено израильским физиком Хэрри (Цви) Липкиным в 1987 году.

В 1997 году Дмитрий Дьяконов, Виктор Петров и Максим Поляков предложили теорию, предсказывающую существование пентакварков (экзотический антидекуплет) из лёгких кварков и их свойства[4][5]. Экспериментально существование пентакварка в месте, предсказанном теорией 1997 года,[5] возможно, было подтверждено в июле 2003 года Такаси Накано в эксперименте LEPS (Осакский университет, Япония), Кеном Хиксом на Национальном ускорителе имени Джефферсона (город Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния). В этих экспериментах высокоэнергетичные гамма-кванты взаимодействовали с нейтроном, создавая мезон и пентакварк. Однако пентакварк существует в течение 10−20 секунд перед распадом на мезон и нейтрон[6].

Затем несколько других групп исследователей исследовали данные в определённых каналах и диапазонах энергий. В целом 12 групп сообщили о положительных сигналах пентакваркового состояния. Например, два эксперимента на ускорителе HERA, ZEUS и HERMES, и эксперимент СВД[7] на ускорителе У-70 в Протвино заявили о наблюдении кандидатов в пентакварки со статистической значимостью от 4 до 8 стандартных отклонений.

Однако существование пентакварков подвергалось сомнению. Для того, чтобы внести в этот вопрос бо́льшую ясность, коллаборация CLAS провела эксперимент в лаборатории Джефферсона с целью обнаружить пентакварк. В ходе эксперимента учёные бомбардировали жидкий водород высокоэнергетичными протонами. Несмотря на то, что полученный объём данных в 10 раз превышал статистику, собранную немецкой группой SAPHIR, а результаты исследований были в 50 раз точнее, чем у немцев, американцам не удалось найти никаких следов пентакварков (хотя результаты первых экспериментов CLAS 2003 года показывали наличие пентакварков со статистической значимостью вплоть до 7 стандартных отклонений)[8][9].

В конечном итоге, в большинстве экспериментов (например HERA-B, BaBar и Belle) на вопрос об обнаружении пентакварков был получен отрицательный ответ, опровергающий ранее полученные положительные результаты с малой статистикой. Тем не менее, в данных LEPS по-прежнему присутствуют узкие пики, которые могут быть интерпретированы как проявление пентакварков. В начале 2009 года LEPS опубликовал в журнале «Physical Review» статью, где утверждается, что сигнал от пентакваркового состояния с массой 1524 ± 4 МэВ/c² виден со статистической значимостью 5,1 стандартных отклонений[10]. Эксперименты по поиску пентакварков продолжались.

14 июля 2015 года учёные из коллаборации LHCb сообщили об открытии пентакварков в результате столкновений протонов при энергиях до восьми тераэлектронвольт (при распаде лямбда-бариона[11]) на Большом адронном коллайдере[12][13], пентакварки такого типа и в таком месте до того никто не предсказывал[5]. Поиск пентакварков не был объектом эксперимента LHCb (который прежде всего предназначен для исследования асимметрии материи и антиматерии)[14], и несомненное открытие пентакварков было описано представителем ЦЕРН как «случайность» и «нечто удивительное, что мы случайно нашли»[15].

18 августа 2016 года LHCb подтвердила открытие пентакварка в статье в Nature[16]. В статье указано, что за год данные были исследованы независимым от представлений о пентакварках образом и необходимость в объяснении результатов введением пентакварков на уровне статистической значимости около 10σ[17].

Свойства

Кварковый состав u, u, d, c, c. Всего было открыто одновременно 2 представителя группы: P
c(4450)+ и P
c(4380)+. Массы у них 4450 МэВ и 4380 МэВ соответственно. Ширина распада 40 МэВ и 200 МэВ соответственно. Спин 5/2 и 3/2 соответственно. Чётность + и − соответственно.

В результате проверки диаграммой Аргана[18] про P
c(4380)+ есть сомнения, частица ли это, про второй таких сомнений нет. Теоретического описания найденных частиц нет. Это могут быть или «адронные молекулы», образуемые протоном и J/ψ мезоном, или настоящее пятикварковое состояние: структура дикварк + дикварк + антикварк, дикварк + трикварк и другие.[1].

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Открыт адрон нового типа — пентакварк со скрытым очарованием Игорь Иванов
  2. ↑ Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции, ФИАН, 11 сентября 2007 года
  3. ↑ Успехи физических наук. Новости за август 2015го https://ufn.ru/ru/news/2015/8/
  4. ↑ Dmitri Diakonov; Victor Petrov, Maxim Polyakov (1997). “Exotic anti-decuplet of baryons: prediction from chiral solitons”. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei. 359 (3): 305–314. DOI:10.1007/s002180050406. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  5. 1 2 3 Петров В. Пентакварки // Наука и жизнь. — 2016. — № 3. — С. 20—24.
  6. ↑ Японские учёные обнаружили пятикварковые субатомные частицы // «Мембрана», 1.07.2003
  7. ↑ П. Ф. Ермолов, А. В. Кубаровский, В. А. Никитин, Поиски пентакварка продолжаются!!! (недоступная ссылка) // 2007
  8. ↑ Пентакварк — все-таки миф? // Элементы", 22.04.2005
  9. ↑ Рур, пентакварки и NICA // газета «Дубна», № 12-13, 20.03.2009
  10. ↑ LEPS Collaboration (T. Nakano et al.), Evidence of the Θ+ in the γd → K+K−pn reaction, Phys. Rev. C79 025210, 2009, arXiv:0812.1035 [nucl-ex.]
  11. ↑ Пентакварк открыт окончательно
  12. ↑ В ЦЕРНе открыли предсказанный российскими физиками пентакварк
  13. ↑ Кварки: больше трех — собираться // 18.07.2015
  14. ↑ Where has all the antimatter gone?. CERN/LHCb (2008). Проверено 15 июля 2015.
  15. ↑ G. Amit. Pentaquark discovery at LHC shows long-sought new form of matter. New Scientist (14 July 2015). Проверено 14 июля 2015.
  16. ↑ Физики подтвердили открытие пентакварка
  17. ↑ Тяжелый пентакварк окончательно подтвержден
  18. ↑ Ф. Никитиу Методы определения резонансов в фазовом анализе // ЭЧАЯ 12, 805 (1981)

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии