Пентаква́рк — гипотетическая субатомная частица, состоящая из пяти кварков. Несколько экспериментов 2003 года подтверждают, что обнаружен пентакварк с массой приблизительно 1540 МэВ/c², который состоит из двух «верхних», двух «нижних» кварков и одного «странного» антикварка (uudds).

История

Существование пентакварка было теоретически предсказано Д. И. Дьяконовым, М. В. Поляковым и В. Ю. Петровым из Петербургского института ядерной физики в 1997 году. Экспериментально существование пентакварка 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.

Затем несколько других групп исследователей исследовали данные в определённых каналах и диапазонах энергий. В целом 12 групп соообщили о положительных сигналах пентакваркового состояния. Например, два эксперимента на ускорителе HERA, ZEUS и HERMES, и эксперимент СВД ^[1] на ускорителе У-70 в Протвино заявили о наблюдении кандидатов в пентакварки со статистической значимостью от 4 до 8 стандартных отклонений.

Однако существование пентакварка подвергалось сомнению. Для того чтобы расставить точки над i, коллаборация CLAS провела эксперимент в лаборатории Джефферсона с целью обнаружить пентакварк. В ходе эксперимента ученые бомбардировали жидкий водород высокоэнергетическими 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).^[2][3]

В конечном итоге в большинстве экспериментов (например HERA-B, BaBar и Belle) на вопрос о существовании пентакварка 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.^[4] Эксперименты по поиску пентакварков продолжаются.

Примечания