Piątki kwarkowe istnieją

Naukowcom z laboratorium Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN, w ramach eksperymentu oznaczanego LHCb udało się wykryć tzw. pentakwarki. Wprawdzie struktury te znane są z teoretycznych rozważań, ale dotychczas nie potwierdzono eksperymentalnie ich istnienia. Kwarki są składowymi podstawowych cząstek elementarnych, protonów i neutronów, ale występują w nich po trzy. Pięciokwarkowe struktury są czymś innym.

LHCb to jeden z czterech eksperymentów przeprowadzanych obecnie w CERN. Naukowcy odnaleźli pentakwarki studiując rezultaty rozpadu barionów znanych jako Λ_b (Lambda b) na inne cząstki. Badania masy powstałych cząstek wskazywały na stany przejściowe, które naukowcy oznaczyli jako P_c(4450)⁺ oraz P_c(4380)⁺ . Stany te składają się z dwóch kwarków górnych, jednego dolnego, jednego powabnego i jednego anty-powabnego, czyli razem z pięciu cegiełek.

Pentakwark to hipotetyczna przez ostatnie pół wieku cząstka elementarna, hadron egzotyczny złożony z pięciu kwarków: czterech zwykłych i jednego antykwarka. Kwarki mogą występować tylko trójkami (trzy kwarki lub trzy antykwarki) lub parami (jeden kwark i jeden antykwark). Pentakwark stanowi w pewnym sensie złożenie układu trójkwarkowego z dwukwarkowym. Możliwość istnienia hadronów złożonych z więcej niż trzech kwarków dopuszczał w swoim modelu z 1964 roku fizyk Murray Gell-Mann. Nazwę „pentakwark” wprowadził Harry Lipkin w 1987 roku.