Sciencemag.cz
Doporučujeme
Experimenty LHCb (beauty) v CERNu umožnily pozorovat tři dosud neznámé částice: nový druh pentakvarku a vůbec první pár tetrakvarků nového typu.
Tetrakvarky a pentakvarky byly předpovězeny už asi před 60 lety, pozorovat se je ale podařilo až v posledních cca 20 letech s tím, jak urychlovače dokázaly pracovat při vyšších energiích. Většina exotických hadronů objevených v posledních dvou desetiletích jsou tetrakvarky nebo pentakvarky obsahující kvark a antikvark c (charm, půvabný), přičemž zbývající dva nebo tři kvarky jsou u (up, nahoru), d (down, dolů) nebo s (strange, podivný) či jejich antikvarky.
V posledních dvou letech však projekt LHCb objevil různé druhy ještě exotičtějších hadronů. Před dvěma lety vědci zaznamenali tetrakvark složený ze dvou kvarků a antikvarků c a dva tetrakvarky typu „open-charm“ složené z antikvarků c a s a kvarků u a d. V loňském roce byl poprvé v historii nalezen tetrakvark typu „double open-charm“, který se skládá ze dvou kvarků c a antikvarku u a d. Termín „open-charm“ označuje, že částice obsahuje kvark c bez ekvivalentního antikvarku (nebo naopak, antikvark bez kvarku), dvojitě-otevřený pak znamená, že zde jsou oproti příslušné antičástici navíc 2 kvarky (nebo antikvarky) c.
Aktuální novinkou hlášenou z CERNu je open-charm tetrakvark z kvarků c a u a z antikvarků s a d. Druhý nový tetrakvark se skládá z kvarků c a d a antikvarku s a u. Tetrakvarky mohou mít elektrický náboj, záleží na tom, jak to po spočítání vyjde. V prvním případě to vychází na +2, druhý nový tetrakvark je neutrální. Unikátní je, že tyto tretrakvarky byly pozorovány vedle sebe při společné analýze rozpadů kladně nabitých a neutrálních mezonů B. Má jít o první případ tetrakvarků zaznamenaných ve dvojici.
Nový pentakvark byl pozorován při analýze rozpadů záporně nabitých mezonů B. Skládá se kvarku a antikvarku c a z kvarků u, d a s. Jde o první známý pentaquark, v němž je obsažen kvark s. Je elektricky neutrální. Tento objev má zvlášť vysokou statistickou významnost (spolehlivost) 15 sigma (standardních odchylek), ale i 6,5 a 8 sigma u nových tetrakvarků stačí na to, aby bylo možné postulovat existence nových částic (požaduje se 5 sigma).
Některé teoretické modely popisují exotické hadrony jako jednotky pevně vázaných kvarků, jiné modely předpokládají dvojice hadronů ze 2 nebo 3 kvarků volně vázaných ve struktuře podobné molekule. Dokonce je možné, že záleží na typu exotického hadronu a platit by mohly obě verze (tedy v různých případech, ne že by jedna částice měla dvě různé možné „konformace“).
Zdroj: CERN
Nový pentakvark, pro změnu znázorněn v „molekulové“ struktuře. Credit: CERN
