Пентакварк — субатомная частица , созданная человеком , состоящая из четырех кварков и одного антикварка , связанных вместе ; неизвестно, что они встречаются в природе или существуют вне экспериментов, специально проведенных для их создания.
Поскольку кварки имеют барионное число + + 1/3 , а антикварки - + 1/3 , пентакварк будет иметь общее барионное число 1 и, таким образом, будет барионом . Кроме того, поскольку он имеет пять кварков вместо обычных трех, встречающихся в обычных барионах ( также известных как «трикварки»), он классифицируется как экзотический барион . Название пентакварк было придумано Клодом Жиньу и др. (1987) [1] и Гарри Дж. Липкин в 1987 году; [2] однако возможность пятикварковых частиц была идентифицирована еще в 1964 г., когдаМюррей Гелл-Манн впервые постулировал существование кварков . [3] Несмотря на то, что пентакварки предсказывали десятилетиями, обнаружить их оказалось на удивление трудно, и некоторые физики начали подозревать, что их образованию препятствует неизвестный закон природы. [4]
Первое заявление об открытии пентакварка было зарегистрировано в LEPS в Японии в 2003 году, а в нескольких экспериментах в середине 2000-х также сообщалось об открытии других состояний пентакварка. [5] Однако другие исследователи не смогли воспроизвести результаты LEPS, а другие открытия пентакварков не были приняты из-за плохих данных и статистического анализа. [6] 13 июля 2015 г. коллаборация LHCb в ЦЕРН сообщила о результатах, согласующихся с состояниями пентакварков в распаде нижних лямбда-барионов ( Λ0
б). [7]
26 марта 2019 года коллаборация LHCb объявила об открытии нового пентакварка, который ранее не наблюдался. [8] 5 июля 2022 г. коллаборация LHCb объявила об открытии PΛ
ψs(4338) 0 [а] пентакварк. [9]
Вне лабораторий по исследованию частиц пентакварки могут образовываться естественным образом в процессах, которые приводят к образованию нейтронных звезд . [10]
Кварк — это тип элементарной частицы , которая имеет массу , электрический заряд и цветовой заряд , а также дополнительное свойство, называемое ароматом , которое описывает, какой это тип кварка (верхний, нижний, странный, очаровательный, верхний или нижний). . Из-за эффекта, известного как ограничение цвета , кварки никогда не видны сами по себе. Вместо этого они образуют составные частицы , известные как адроны , так что их цветовые заряды компенсируются. Адроны, состоящие из одного кварка и одного антикварка , называются мезонами , а адроны, состоящие из трех кварков, называются барионами .. Эти «регулярные» адроны хорошо задокументированы и охарактеризованы; однако в теории нет ничего, что могло бы помешать кваркам образовывать «экзотические» адроны , такие как тетракварки с двумя кварками и двумя антикварками или пентакварки с четырьмя кварками и одним антикварком. [4]
Возможны самые разные пентакварки, причем разные комбинации кварков производят разные частицы. Чтобы определить, какие кварки составляют данный пентакварк, физики используют обозначение qqqq q , где q и q соответственно относятся к любому из шести ароматов кварков и антикварков. Символы u, d, s, c, b и t обозначают верхний , нижний , странный , очарованный , нижний и верхний кварки соответственно с символами u , d , s , c , b , t .соответствующих антикваркам. Например, пентакварк, состоящий из двух верхних кварков, одного нижнего кварка, одного очарованного кварка и одного очарованного антикварка, будет обозначаться uudc c .