Struktura pentakvarku. Kredit: APS/Carin Cain.

Pentakvark je hodně exotické zvíře z částicové ZOO. Tuhle částici tvoří čtyři kvarky a jeden antikvark. Celkové baryonové číslo pentakvarku je tím pádem 1, takže pentakvark je vlastně hodně divný baryon, čili ze stejné rodiny částic, jako třeba proton s neutronem. O pentakvarcích se mluvilo už na samotném počátku 21. století, ale nakonec z toho nebylo nic zajímavého. Důvěryhodné potvrzení existence pentakvarku přišlo až v roce 2015, kdy takové částice ulovili na Velkém hadronovém srážeči LHC.

Tým LHCb Collaboration. Kredit: LHCb Collaboration.

Tým odborníků experimentu LHCb na Velkém hadronovém srážeči, který funguje pod honosným názvem LHCb Collaboration, nedávno pozoroval pentakvarky a získal doklady o struktuře této exotické částice. Podle nich mají pentakvarky vlastně strukturu podobnou molekulám, které jsou samozřejmě ve skutečnosti mnohem větší. Jejich výzkum publikoval časopis Physical Review Letters.

Experiment LHCb (Large Hadron Collider beauty). Kredit: CERN.

V roce 2015 na Velkém hadronovém srážeči sráželi protony a přitom se vědcům povedlo vystopovat neklamné známky existence pentakvarků. Tehdy se přišlo i na to, že pentakvark tvoří čtveřice kvarků a jeden jejich protiklad, antikvark. Teď se tým LHCb Collaboration pustil do výzkumu struktury pentakvarku. Na LHC získali devětkrát více dat, nežli měli vědci k dispozici při prvním spolehlivém pozorování pentakvarku v roce 2015.

Týmu LHCb Collaboration se podařilo zjistit, že pentakvark vlastě tvoří dvě části – tříkvarkový baryon a mezon z kvarku a antikvarku. Baryon s mezonem jsou přitom navzájem spojené stylem, který připomíná strukturu molekuly. Výzkum rovněž ukázal, že pentakvark tvoří kvarky různých vůní. Jsou to dva horní kvarky (up), jeden spodní kvark (down), jeden půvabný kvark (charm) a spolu s nimi jeden půvabný antikvark. Tým LHCb Collaboration tvrdí, že když v roce 2015 poprvé spolehlivě pozorovali pentakvark, tak to vlastně byly dva téměř totožné pentakvarky. Z jejich studie také vyplývá, že zatím není jasné, proč má pentakvark právě takovou strukturu.

Odborníci LHCb Collaboration byli první, kdo pozoroval navzájem pospojované baryony a mezony. Doposud jsme viděli pouze baryony nalepené k jiným baryonům. Badatelé rovněž zdůrazňují, že docela dobře mohou existovat i pentakvarky s jinou strukturou. To ukáže čas a další výzkum na nejdražším pozemském přístroji všech dob.

Video:  Pentaquarks


Literatura
Physorg 7. 6. 2019, Physical Review Letters 122: 222001.