Физики БАК усомнились в существовании многоароматного тетракварка

Коллаборация LHCb (один из четырех крупнейших экспериментов Большого Адронного Коллайдера) сообщила об отсутствии в ее данных подтверждений существованию тетракварка X (5568). Об открытии последнего сообщила в конце февраля коллаборация DZero (Тэватрон). Эксперты расходятся во мнениях относительно того, как трактовать этот результат. О результатах проверки LHCb сообщила на ежегодной конференции в Ла Тюиль, с подробностями доклада можно ознакомиться на сайте проекта «Элементы». С экспертами побеседовали издания Scientific American и Daily Mail.

Тетракварк X(5568) интересен тем, что он состоит из четырех кварков различных ароматов — верхнего (u), нижнего (d), странного (s) и прелестного (b). Коллаборация DZero обнаружила его рождение исследуя распад, в котором рождался странный B-мезон и пион. Достоверность результата коллаборации составила 5,1 сигма, однако для полной уверенности в открытии частицы необходимо независимое подтверждение от других ускорительных экспериментов, например, CDF — второго эксперимента Тэватрона — и LHC. Подробнее об открытии тетракварка можно почитать в нашем интервью с руководителем коллаборации, Дмитрием Денисовым.

Первыми о результатах проверки сообщили физики коллаборации LHCb, специализирующейся на B-мезонах и их распадах. Выборка данных, на которых ученые проверили результат DZero, превышает статистику Тэватрона примерно в 20 раз. Согласно докладу, исследователи не обнаружили новой частицы среди протон-протонных столкновений Большого Адронного Коллайдера. С точки зрения статистики, этот результат не запрещает существование X (5568), но значительно ограничивает количество событий его возникновения. Данные коллаборации DZero предполагали, что из всех B_S-мезонов около девяти процентов рождались из распада тетракварка. LHCb ограничивает эту долю по меньшей мере в пять раз.

«Мы вообще не видим этих тетракварков», — комментирует для Scientific American исследование Шелдон Стоун, возглавлявший поиск частицы в данных LHCb. «Мы находимся в противоречии с их [DZero] результатом». Как отметил физик, в некоторых случаях при обработке данных можно усилить случайные флуктуации, тогда они будут казаться более существенными, чем есть на самом деле. 

Однако коллаборация DZero отстаивает свой результат. Между экспериментами двух ускорителей есть существенная разница как в энергии столкновений, так и в природе частиц: на Тэватроне происходили столкновения между протонами и антипротонами). «Пока еще рано говорить о том, может ли вообще LHCb увидеть этот объект», — говорит Дмитрий Денисов. По словам ученого, прежде чем говорить о корректности вывода исследования, необходимо дождаться большего количества информации. 

На стороне скептиков выступает и Том Браудер, представитель японского эксперимента Belle, открывшего первый тетракварк. «Я думаю, что чувствительность LHCb гораздо выше [чем у DZero], поэтому я сомневаюсь, что находка этого тетракварка реальна. Скорее всего, это статистическая флуктуация. Можно поддерживать конспирологическую теорию о том, что эта частица рождается в Тэватроне, но не рождается на LHC, но мне она кажется высосанной из пальца».

Соавтор анализа данных LHCb, Владимир Глигоров, не столь категоричен. «Возможно, тетракварк, распадающийся на B_s и π^± существует, но генерируется в гораздо меньших количествах, чем это измерил DZero. <...> С новыми данными, собираемыми коллайдером в ходе Run II мы значительно увеличим чувствительность его поисков». 

Как резюмирует Шелдон Стоун, четырехароматный тетракварк не отметен окончательно. По мнению физика, статус частицы для научного сообщества — «еще предстоит открыть».

X(5568) был обнаружен в архивных данных Тэватрона — крупнейшего коллайдера до создания LHC. Устройство исследовало столкновения между протонами и антипротонами, суммарная энергия составляла около одного тераэлектронвольта, в 14 раз меньше, чем у прибора CERN. В 2011 году Тэватрон был закрыт, однако ученые продолжают анализировать его данные. 

Владимир Королёв