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 ознакомитьсяна сайте проекта «Элементы». С экспертами побеседовали издания Scientific American иDaily 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 составила5,1 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.

Распад тетракварка X(5568), обнаруженный коллаборацией DZero в архивных данных Теватрона. DZero Collaboration

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 BS-мезонов около девяти процентов рождались из распада тетракварка. LHCb ограничивает эту долю по меньшей мере в пять раз.

Результаты анализа данных коллаборацией LHCb. Голубым показан вклад от известных процессов, красным — добавка от нового тетракварка, которая дает наилучшее описание данных. The LHCb Collaboration, 2016.

«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 Bs 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. 

Автор: Владимир Королёв