И, похоже, напрасно…
* * *
Например, во-первых, потому, что никто ни в одном эксперименте пока еще не наблюдал ни одного кварка. Получается, что этот основополагающий кирпичик мироздания вытащить из общей «постройки», отделить от собратьев невозможно. Впервые ученые столкнулись с парадоксальной ситуацией: целое нельзя разложить на части, хотя составляющие вроде бы определены.
Во-вторых, число самих кварков понемногу продолжает расти. Кроме просто кварков и антикварков, ныне различают еще кварки u (up) и d (down) то есть «верхние» и «нижние». Кроме того, выделены еще четыре разновидности, которые встречаются только в космических лучах или в сложных экспериментах — s (strange — странный), с (charm — очарованный), b (beauty — прекрасный), t (top — высший).
Наконец, сравнительно недавно выяснилось, что и этого мало! Несколько лет назад теоретик из Санкт-Петербургского института ядерной физики Дмитрий Дьяконов высказал гипотезу о возможности существования адронов не из двух, не из трех, а из пяти кварков с необычайно большим — по ядерным масштабам — временем жизни.
Это частица, названная тета-плюс-барион, должна состоять из двух up-кварков, двух down-кварков и одного «антистранного» кварка.
Так что элементарная «семейка», получается, может быть и «многодетной».
* * *
Однако до поры до времени на публикацию Дьяконова мало кто обращал внимание. Ведь одно дело изобрести очередную теорию, и совсем другое — доказать ее на практике.
В 2000 году на конференции в Австралии Дьяконов рассказал о своей идее японскому физику Такаси Накано из Центра ядерной физики в Осаке. И тот решил поискать пентакварк в эксперименте. Одновременно с ним аналогичную работу начали вести и в ИТЭФе.
Только наши исследователи под руководством доктора физико-математических наук Анатолия Долголенко и японцы пошли разными путями. Профессор Такаси Накано со своими сотрудниками стал искать новую частицу с помощью компьютеров, то есть проводя математическое моделирование описанных Дьяконовым процессов. Наши ученые использовали для работы пузырьковую камеру, в которой и проводили фотосъемку происходящих процессов.
За три года сотрудниками ИТЭФа по существу вручную было просмотрено около 1,5 млн. снимков. Японцам было легче: за них аналогичную работу проделал компьютер. А потому, наверное, они смогли опередить с публикацией наших исследователей. Правда, всего на два месяца.
Так или иначе, но японцы нашли тета-плюс-барион при реакции, индуцированной гамма-квантами. Российские же ученые получили аналогичный результат при взаимодействии положительного К-мезона и нейтрона. При этом, как ни странно, наша «ручная работа» дала большую точность определения массы и ширины пентакварка, чем японский суперкомпьютер.
* * *
Таким образом, удалось не только подтвердить существование пентакварка, но и описать некоторые его свойства. Живет пентакварк недолго — всего 10>-21 сек. Но все ведь относительно. И неизвестно, что в своем масштабе стабильнее — «Мерседес», который приходит в негодность после 500 тыс. км пробега, или элементарная частица, оставившая мимолетный след в пузырьковой камере.
Исследователи сделали вывод, что тета-плюс-барион в природе практически не встречается; разве что изредка мелькнет его след в космических лучах. Такие пентакварки существовали во множестве только в первые мгновения после Большого взрыва.
Тем ценнее это открытие. Ведь оно позволяет судить, из чего состоял «кварковый суп» в первые мгновения существования Вселенной, какие силы связывают воедино кварки, как устроена материя, что спасает от распада респектабельные протон и нейтрон, из которых состоит весь видимый мир.
Впрочем, окончательно точки над «i» еще не расставлены. Далеко не все физики примирились с существованием пентакварков. Некоторые их, что называется, в упор не замечают, хотя проделали уж не одну сотню опытов. Например, член-корреспондент РАН Михаил Данилов после обработки результатов своих экспериментов тета-плюс-барион не обнаружил, а потому считает, что либо свойства его еще более необычны, либо интерпретация результатов экспериментов не верна. Такое в науке тоже случается. Значит, нужны новые опыты, очередные исследования. Познание мира продолжается….
В. ЧЕРНОВ, С.НИКОЛАЕВ
