Специалисты впервые успешно синтезировали "молекулу" из пяти кварков

ТАСС, 26 января. Международный коллектив физиков впервые успешно синтезировал пятикварковую "молекулу", которая состоит из связанных друг с другом протона и каона. Изучение этих "молекул" поможет ученым раскрыть свойства и устройство ядер нейтронных звезд, а также лучше изучить первичную материю Вселенной. Работа опубликована в журнале Physics Letters B. О результатах сообщила в четверг пресс-служба университета Осаки.

Почти все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы-барионы содержат в себе три кварка. Их меньшие "собратья" - мезоны - состоят из двух подобных компонентов, один из которых является антикварком, базовой составляющей антиматерии.

За последние годы физики обнаружили на БАК и других мощных ускорителях частиц, следы существования большого числа тетракварков и пентакварков - экзотических частиц, которые содержат в себе сразу четыре или пять кварков. Их открытие породило массу споров о том, являются ли эти частицы своеобразными "кварковыми молекулами", комбинациями из обособленных структур из двух или трех кварков.

Синтез "кварковой молекулы"

Кавасаки и его коллеги, работающие с японским коллайдером J-PARC, обнаружили, что к числу таких "кварковых молекул" относится недавно открытая частица лямбда-1405. В прошлом ученые считали, что она содержит лишь три кварка - верхний и нижний кварк и "странный" кварк, связанные друг с другом сильными ядерными взаимодействиями.

Как отмечают исследователи, у этой частицы есть несколько свойств, в том числе необычно низкая масса по сравнению с похожими на нее субатомными структурами, которые заставляют физиков спорить о внутреннем устройстве лямбда-1405 и природе этих частиц. В частности, теоретики недавно предположили, что лямбда-1405 представляет собой не обычный барион, а экзотическую "кварковую молекулу", состоящую из протона и каона, одного из мезонов.

Руководствуясь этой идеей, ученые попытались синтезировать лямбда-1405 в ходе опытов по столкновению потока из каонов с мишенью из дейтерия, тяжелого водорода, ядра чьих атомов состоят из нейтрона и протона. Ученые предположили, что столкновения каонов с атомами дейтерия будут приводить к образованию лямбда-частиц и выбросу нейтрона из-за пределов формирующейся "кварковой молекулы".

Наблюдения подтвердили, что это действительно так происходит, а также они позволили ученым проследить за формированием и распадами частиц лямбда-1405. Последующее изучение этих сведений, как подытожил Кавасаки, позволит физикам понять, какую роль "кварковые молекулы" могут играть внутри сверхплотных ядер нейтронных звезд.