Группа физиков из Научно-исследовательского центра DESY (Германия) и Университета Каид-и-Азам (Пакистан) провели анализ эксперимента, выполненного в 2008 году коллаборацией BELLE, и заключили, что в нём мог быть зарегистрирован распад тетракварка.

Тетракварками принято называть гипотетические частицы, составленные из двух кварков и двух антикварков. Надёжных доказательств их существования пока нет, но в последние годы было получено несколько «странных» экспериментальных результатов, которые можно объяснить с привлечением тетракварков. Поиск данных, имеющих отношение к этим частицам, ведётся на японском электрон-позитронном коллайдере KEKB (здесь установлен детектор BELLE) и в американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC, где расположен детектор BaBar.

Рис. 1. «Нормальные» (сверху) и экзотические адроны, существование которых не противоречит квантовой хромодинамике (иллюстрация Z. Matthews).

В 2008 году участники эксперимента BELLE изучали распад высоковозбуждённого состояния Y(5S) ипсилон-мезона, состоящего из прелестного (b) кварка и соответствующего антикварка. Квантовая хромодинамика предсказывает, что вероятность распада Y(5S) с появлением менее возбуждённого состояния — Y(1S) или Y(2S) — и двух заряженных пи-мезонов невелика, однако в эксперименте такие события регистрировались довольно часто.

Авторы рассмотрели возможность того, что в результате столкновений электронов с позитронами в опыте образовывался не Y(5S), а другой мезон — тетракварк Yb(10890).

Мы предположили, что такой тетракварк действительно существует, и оценили его параметры, — рассказывает участник исследования Ахмед Али (Ahmed Ali). — Yb(10890), составленный из верхнего (u) и прелестного кварков и двух антикварков, по массе очень близок к Y(5S). Он может распадаться до Y(2S) и пары пи-мезонов несколькими способами, и при расчётах мы получили данные, аналогичные экспериментальным».

Разумеется, этот результат можно считать лишь указанием на существование тетракварков.

У нас есть и другие идеи, объясняющие особенности распада, — говорит представитель коллаборации BELLE Том Броудер (Tom Browder) из Гавайского университета. — Пока сложно сказать, какое из объяснений окажется верным».

Рис. 2. Детектор BELLE (фото с сайта Belle.Kek.Jp).

Результаты авторами исследований представлены в статье:

Ahmed Ali, Christian Hambrock, M. Jamil Aslam Tetraquark Interpretation of the BELLE Data on the Anomalous Υ(1S)π+π- and Υ(2S)π+π- Production near the Υ(5S) Resonance. – Phys. Rev. Lett. 2010. – 104. – 162001. (4 pages); препринт – arXiv:0912.5016v3.

Статья подготовлена Филипповым Ю.П. по материалам: