Физики обнаружили новые доказательства существования тетракварков — гипотетических частиц, состоящих из двух кварков и двух антикварков. Свои доводы ученые опубликовали в журнале Physical Review Letters. Коротко о работе пишет портал Physics World, на который ссылается Lenta.ru.

Кварки — это элементарные частицы с дробным электрическим зарядом, из них состоят частицы, называемые адронами. К последним, в частности, принадлежат протоны, нейтроны и мезоны. Кварки не встречаются в свободном виде, поэтому ученым приходится изучать их характеристики при помощи косвенных экспериментов.

Кварки сочетаются друг с другом неслучайным образом. На данный момент физикам известны несколько возможных комбинаций кварков, каждая из которых соответствует определенному адрону. Однако не исключено, что в природе могут существовать и другие сочетания кварков. Одно из таких потенциальных сочетаний — два кварка и два антикварка. Частица, содержащая такую комбинацию, была названа тетракварк.

Авторы новой работы предположили, что существование тертакварков может наилучшим образом объяснить необычные экспериментальные данные, полученные в ходе опытов на электрон-позитронном коллайдере KEKB, находящемся в Японии. Работающие на KEKB ученые проводят столкновения электронов с их противоположно заряженными «антиподами» — позитронами. При столкновениях могут образовываться новые частицы, которые очень быстро распадаются. По продуктам распада исследователи судят о природе рожденных частиц.

В 2008 году физики исследовали распады возбужденного состояния Y(5S) ипсилон-мезона. Существующие теории предсказывают, что такие распады будут крайне редко приводить к появлению менее возбужденных состояний — Y(1S) или Y(2S) — и пары заряженных пи-мезонов, однако детекторы зарегистрировали весьма значительное количество именно этих событий.

Авторы новой работы предположили, что необычно высокое число «неправильных» распадов связано с тем, что в ходе столкновений рождаются не только Y(5S) ипсилон-мезоны, но также тетракварки Yb(10890), распад которых и дает названные выше частицы. Исследователи провели соответствующие расчеты, и полученные в результате данные хорошо согласовывались с данными экспериментов.

С выводами физиков согласны не все их коллеги. Оппоненты указывают, что необычные характеристики распадов могут объясняться пока не изученными свойствами Y(5S) ипсилон-мезонов. Для того чтобы выяснить, насколько правомерно утверждение о существовании тетракварков, ученые намерены в ближайшем будущем провести еще ряд экспериментов и посмотреть, будут ли их результаты совпадать с теоретически предсказанными.