Тетракварк

Тетракварк — частинка, що складається з двох кварків і двох антикварків. Спін тетракварка може бути тільки цілим, тому тетракваркову структуру можуть мати тільки мезони. Через наявність більшої кількості ступенів свободи, тетракварки можуть мати квантові числа, які неможливі для кварк-антикваркових пар (тобто, для звичайних мезонів).

Виявлення

Як можливих кандидатів у тетракварки часто розглядали нейтральні мезони a₀ (980) і f₀ (980), а також сімейство збуджених D_s-мезонів. У січні 2012 року колаборація Belle повідомила про відкриття нових екзотичних тетракварків на електрон-позитронному колайдері KEKB (Японія)[1] [2]. У червні 2013 року дві незалежні групи повідомили про Z_c (3900). [3]

Екзотичні адрони не вписуються в традиційну класифікацію, згідно з якою всі адрони (субатомні частинки, які беруть участь у сильній взаємодії) поділяють на баріони, які складаються з трьох кварків, і мезони, які містять кварк і антикварк. Серед таких «нестандартних» частинок, виявлених фізиками - 'Z (4430)' , перші свідчення існування якої були отримані в 2007 році. Z (4430) являє собою тетракварк і складається з двох кварків і двох антикварків.

Однак достовірність результатів, отриманих в експерименті Belle (коли Z (4430) помітили вперше), здалася науковому товариству недостатньою: пік, який свідчив, що на детектор потрапила частинка масою 4430 МеВ, міг з'явитися в результаті помилки під час аналізу даних. Пізніше результати Belle Corporation були підтверджені зі статистичною значимістю 5,2 σ, а експерименти LHCb остаточно довели, що тетракварк Z (4430) існує.

Міжнародна група вчених проаналізувала понад 250 00 розпадів B-мезонів, вибраних із даних про 180 трильйонів протон-протонних зіткнень на ВАК[4]. Статистична значимість сигналу Z (4430) склала щонайменше 13,9 σ, що більш ніж достатньо для підтвердження існування цієї частинки.

У липні 2021 року колаборація LHCb повідомила про відкриття екзотичного тетракварка T_cc+. Заряд частинки +1, а маса близько 3,875 ГеВ. Час існування частинки в 10-500 разів більший за час існування інших частинок близької маси. Результати представлено на Конференції з фізики високих енергій Європейського фізичного товариства[5], а також опубліковано на сайті CERN[6][7][8].

Джерела

1. Belle discovers new heavy 'exotic hadrons' // phys.org (англ.)
2. Фізики виявили натяки на екзотичний адрон // lenta.ru
3. Eric Swanson (2013). New Particle Hints at Four-Quark Matter. Physics. 69 (6). (англ.)
4. LHCb confirms existence of exotic hadrons. CERN. 9 APRIL, 2014. Процитовано 10 червня 2020.(англ.)(фр.)
5. The European Physical Society Conference on High Energy Physics. www.eps-hep2021.eu. Процитовано 29 липня 2021.
6. LHCb - Large Hadron Collider beauty experiment. lhcb-public.web.cern.ch (англ.). Процитовано 29 липня 2021.
7. За допомогою адронного коллайдера виявили нову форму матерії. ТСН.ua (укр.). Процитовано 29 липня 2021.
8. В зоопарке частиц появился новый подвид. www.inp.nsk.su. Процитовано 29 липня 2021.

Посилання

• The Belle experiment (press release)