Пентакварк: так он есть или его нет?

Новые данные, представленные Джефферсоновской лабораторией Министерства энергетики США, показывают, что пентакварк не наблюдается в том распаде, в котором его надеялись зарегистрировать. Этот результат противоречит многим предыдущим результатам поиска пентакварков и подбрасывает дров в огонь споров: так наблюдали или нет группы экспериментаторов со всего света сигналы, свидетельствующие о существовании так называемого пентакварка — адрона, состоящего из четырех кварков и одного антикварка?

Физики, работающие в коллаборации CLAS (Jefferson Lab's CEBAF Large Acceptance Spectrometer) недавно завершили изучение данных взаимодействия пучка фотонов высокой энергии с мишенью, состоящей из жидкого водорода. В аналогичном эксперименте, проводившемся коллаборацией SAPHIR на ускорителе ELSA в Бонне (Германия) наблюдался сигнал от пентакварка. Однако физики из Джефферсоновской лаборатории на статистике, более чем в два раза превышающей статистику SAPHIR, не нашли никаких следов существования пентакварка. Одна из членов коллаборации CLAS, сотрудница Национального института ядерной физики в Генуе (Италия) Рафаэлла Де Вита (Raffaella De Vita) представила предварительные результаты работы коллаборации 16 апреля 2005 года на одном из заседаний Американского физического общества (APS).

Основным в докладе было утверждение, что в одном специфическом канале (Н.Н.: когда фотон высокой энергии сталкивается с протоном, а в конечном состоянии образуются нейтрон, положительно и отрицательно заряженные K-мезоны — см. рисунок в начале статьи) с точностью, которая по крайней мере в 50 раз превышает точности опубликованных результатов коллаборации SAPHIR, пентакварк не найден. В 2006 году коллаборация CLAS планирует получить новые данные, чтобы попытаться найти пентакварк в другом канале при более высоких энергиях.

В настоящее время охота на пентакварк в самом разгаре. Исследователи из Джефферсоновской лаборатории на более высокой статистике повторили эксперимент, который воспроизводит эксперимент коллаборации CLAS почти двухгодичной давности. Тогда коллаборация сообщила об обнаружении пентакварка. Новые данные находятся в процессе обработки. Ее результаты будут представлены позднее.

Впервые о существовании пентакварка было объявлено исследователями японской коллаборации LEPS (SPring-8) весной 2003 года. В том же году физики Джефферсоновской лаборатории, ИТЭФ (Москва) и ELSA (Германия) сообщили, что они, возможно, видят намеки на аналогичный объект при анализе раннее собранных данных. Например, коллаборация SAPHIR наблюдала объект, похожий на пентакварк, с массой 1540 МэВ в данных 1997/98 годов. С тех пор несколько экспериментов подтвердили существование пентакварка, другие же не обнаружили его (Н.Н.: в начале апреля 2005 года счет между экспериментами, видящими и невидящими пентакварк, был ничейным — 17:17; новые результаты коллаборации CLAS склонили чашу весов в пользу "невидящих").

Обычная материя состоит из кварков. Как правило, кварки образуют либо пары (такие частицы называются мезонами), либо тройки (такие частицы носят название барионов; примерами барионов могут служить протон и нейтрон). Пентакварк же состоит из пяти кварков (Н.Н.: точнее из четырех кварков и одного антикварка). Такая конфигурация не запрещена теорией сильного взаимодействия. Если пентакварк будет найден, то он будет первым из обнаруженных экзотических барионов.

По материалам сайта http://www.jlab.org

Источник информации: http://www.innovations-report.de

Перевод Н. Никитина

В сети на русском языке об открытии пентакварка можно найти следующие популярные статьи и заметки:
[1] И. Иванов, "Текущие открытия в ФЭЧ: открытие бариона с положительной странностью";
[2] Н. Никитин, "Экзотические многокварковые состояния. Как обстоят дела на сегодняшний день?";
[3] А. Крашенинников, "Пентакварк существует";
[4] Н. Никитин, "Пентакварк, опять пентакварк?";
[5] В.Б. Копелиович, "Экзотические барионные резонансы и модель киральных солитонов", УФН т.174, N3 (2004) стр.323-332.

Обозрение Николая Никитина "Неизбежность странного микромира"