29.02.2016

Открыт наиболее тяжёлый кандидат в тетракварки

Международная коллаборация DZero сообщила о наблюдении новой элементарной частицы, состоящей из четырёх кварков. Частица, получившая предварительное название X(5568), является самым тяжёлым кандидатом в тетракварки. Кроме того, у неё все четыре кварка имеют различные ароматы, в то время как остальные известные кандидаты обладают хотя бы двумя кварками с одним и тем же ароматом.

Кварки — фундаментальные элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Явление конфайнмента заключается в невозможности изолирования обладающих цветовым зарядом («цветом») кварков (и глюонов): существовать могут лишь структуры с нейтральным цветовым зарядом. Простейшими из таких структур (адронов) являются мезоны, состоящие из кварка и антикварка с одинаковым «цветом», и барионы, каждый из которых состоит из трёх кварков (либо трёх антикварков) с различными «цветами» — красным, синим и зелёным, что вместе даёт нейтральный белый «цвет».

Возможны и более сложные состояния: тетракварки, каждый из которых состоит из двух кварков и двух антикварков, а также пентакварки, которые можно представить как сочетание бариона и мезона.

Открытое коллаборацией D∅ состояние имеет массу 5567,8 мегаэлектронвольт и согласно номенклатуре Particle Data Group (Группа компиляции данных по элементарным частицам) получило временный индекс X(5568).

Частица была обнаружена в канале распада X(5568) > B⁰_sπ± и далее B⁰_s → J/ψφ с последующими распадами J/ψ →μ⁺μ^- и φ → K⁺K^-.

Эксперименты на Теватроне — протон-антипротонном ускорителе Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми при Министерстве энергетики США, известной как Фермилаб, — выполнялись до 2011 года, после чего коллайдер был остановлен. Однако физики до сих пор продолжают анализировать огромные объёмы накопленных ранее данных о результатах столкновений.

D∅ — одна из двух экспериментальных установок Теватрона. Впервые намёки на частицу массой 5568 МэВ были получены в июле 2015 года. Каналы распада открытой частицы позволяют сделать вывод, что она состоит из кварков четырёх разных ароматов: «верхнего» u, «нижнего» d, «странного» s и «нижнего», или «прекрасного» b. Возможная конфигурация обнаруженной частицы — [bu][ds], [bd][su], [su][bd] или [sd][bu], либо это может быть «молекула» из B- и K-мезонов.

В настоящее время имеется несколько кандидатов в тетракварки, однако отсутствие данных о точной конфигурации этих состояний не позволяет однозначно утверждать о том, что наблюдавшиеся частицы относятся именно к этому классу адронов.

Максим Рославлев

Источники:

1. 22century.ru