Продовження пентакварковой драми

Продовження пентакварковой драми

Володимир Копеліович,
вед. науч. співр. Інституту ядерних досліджень РАН
"Троїцький варіант" №15 (184) 28 липня 2015 року

У драмі за участю пентакварков з'явилася нова глава. Колаборація LHCb оголосила про ймовірне спостереженні пентакварков Pc з прихованим зачаруванням і кваркової складом \ (c \ bar cuud \) (пара зачарованих кварка і антікварка, два u-кварка і один d-кварк), які виникають в розпаді нейтрального баріону \ (\ Lambda_b ^ 0 \) → PcK [1].

Розпад цього "чарівного" баріону, що має масу близько 5620 МеВ, відбувається за рахунок слабкої взаємодії (тобто відбувається обмін віртуальним W-бозоном) переважно в два типу кінцевих станів, J / ψΛ * (де Λ * – баріонів резонанс зі дивиною -1 ) і стан, що містить пентакварк Pc і Kмезон. пентакварк Pc розпадається за рахунок сильної взаємодії на протон і мезон J / ψ (Чармон, векторний мезон з масою 3097 МеВ). Важливе твердження авторів полягає в тому, що для опису даних необхідно включення каналу розпаду \ (\ Lambda_b ^ 0 \) на пентакварк Pc і Kмезон.

Спостереження пентакварка з масою 4450 МеВ і шириною близько 40 МеВ здається більш достовірним (12 стандартних відхилень); спостереження більш легкого пентакварка з масою близько 4380 МеВ (ширина близько 200 МеВ) – менш достовірно (9 стандартних відхилень).Можливі значення спинив цих пентакварков – 5/2 і 3/2 відповідно; парності, мабуть, протилежні (можливі варіанти).

Нагадаю, що пентакварк – це баріон, що складається з трьох кварків і пари кварк-антікварк – звідси його назва. Слід зазначити, що існування пентакварков не заборонено жодними фундаментальними принципами, і їх достовірне (!) Спостереження істотно збагатило б наші уявлення про структуру адронів. Пентакваркі природним чином виникають не тільки в рамках власне кваркових моделей, а й, наприклад, в рамках топологічних (кіральних) солітонних моделей (в моделі Скірма і її узагальненнях), що обговорюється ще з 1985 року [2]. У таких моделях баріонна число стану ототожнюється з топологічним числом, яке характеризує конфігурацію кіральних (мезонних) полів. Найважливіше питання – енергія (маса спокою) цих станів.

Драматичні події розігралися навколо пентакварка з позитивною дивина (варто зауважити, що баріон з позитивною дивина може бути тільки пентакварков, так як повинен містити дивний антікварк; дивний кварк має значення квантового числа дивацтва S = -1). Відносно легкий пентакварк з S = +1 був передбачений в роботі 1997 року Д.Дьяконова, В. Петрова і М. Полякова, що отримала широку популярність [3]. Однак ця робота мала ряд недоліків, критикувалася в літературі, і тому передбачення такого пентакварка з відносно невеликою масою, близько 1540 МеВ, зовсім не було суворим. Ажіотаж виник, коли в двох експериментах, виконаних в Японії (колаборація LEPS, лідер – Т. Накано) і в Росії (ІТЕФ, Москва, лідер – А. Долголенко) в 2003-2004 роках був виявлений пентакварк з позитивною дивиною і масою близько 1540 МеВ, ​​в близькому відповідно до пророкуванням ДПП. В цілому більше десяти різних експериментів спостерігали такий відносно легкий пентакварк протягом наступних 2-3 років, причому достовірність спостереження в деяких експериментах досягала 6 стандартних відхилень. Було також оголошено про спостереження пентакварка зі дивиною -2 (колаборація NA49, CERN) і зачарованого пентакварка (що не було підтверджено).

Через деякий час експериментальна ситуація з наглядом пентакварка зі дивиною +1 ​​стала змінюватися в протилежну сторону. У ряді експериментів існування цього пентакварка не було підтверджено, іноді в прямому протиріччі з колишніми спостереженнями.Наприклад, пентакварк ні виявлено в Японії на тій же установці, де його вперше спостерігали. Чому так сталося – досі не цілком ясно. Мабуть, зіграв свою роль горезвісний людський (психологічний) фактор. Так чи інакше, інтерес до цієї теми згас.

І ось зараз в цій драмі виникла нова сторінка, причому з пентакварков, мають важкий флейвор – чарівність, або Чарм. За твердженням авторів, спостереження тяжчого пентакварка пройшло кроссинг-перевірку і цілком вірогідно.

Зауважу на закінчення, що спостереження явно екзотичного баріонів стану, наприклад, зі дивиною або красою +1, або чарівністю -1 (слід нагадати, що відповідно до співвідношеннями Гелл-Манна – Нішіджіми зачарований кварк має значення квантового числа чарівності, або Чарма, C = +1, чарівний кварк має значення принади, або б'юті, B = -1), мало б перевагу в порівнянні зі спостереженням кріптоекзотіческіх (тобто приховано, "зашифрованому" екзотичних [4]) станів, якими є спостережувані колаборацією LHCb стану з прихованим чарівністю. Інтерпретація таких станів вимагає все-таки певних припущень про динаміку всього процесу,зокрема передбачається, що справедливо так зване правило Цвейга, згідно з яким народження пари кварк-антікварк в реакціях сильного взаємодії придушене в порівнянні з реакціями, в яких така пара вже присутня в початковому стані.

Будемо чекати продовження цієї драми.

1. Observation of J / ψp resonances consistent with pentaquark states in Λb0J / ψKp decays. LHCb Collaboration (Roel Aaij (CERN) et al.) – e-Print: arXiv: 1507.03414 [hep-ex].
2. Біденхарн, Дотан, 1985; Прасжаловіч М., 1987; Валлізер Г., 1992; Копеліович В., 1990. Див. Також УФН 174 (2004) 323, де подано короткий огляд ситуації з пентакварков на той час.
3. Cм. Петров В. В пошуках пентакварка // ТРВ-Наука, №125 від 26 березня 2013 року.
4. Є два типи екзотичних станів: manifestly exotic – явно екзотичні, за зовнішніми квантовим числам, і cryptoexotic – кріптоекзотіческіе (екзотичні за своїм складом).

Див. також:
Ігор Іванов. Відкрито Адрон нового типу – пентакварк з прихованим зачаруванням, "Елементи", 15.07.2015.

Фото ІЯД РАН


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: