פנטאקווארק
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
פנטאקווארק הוא חלקיק תת-אטומי, שקיימים חילוקי דעות לגבי קיומו. הוא מורכב מחמישה קווארקים (בהשוואה לשלושה קווארקים בבאריונים רגילים ושניים במזונים), או ליתר דיוק ארבעה קווארקים ואנטי-קווארק אחד. מספר ניסויים הראו כי לפנטאקווארק צפויה מסת כ-1540 MeV. אף על פי שמספר ניסויים הוכיחו את קיומו, ניסויים נוספים שניסו לשחזר את התוצאה לא הצליחו למצוא אותו ולהוכיח את קיומו.
לקווארקים יש מספר באריוני של 13+, ולאנטיקווארקים של 13–, לפנטאקווארק יהיה מספר באריוני כולל של 1, וכך הוא יהיה באריון. יתר על כן, מכיוון שיש בו חמישה קווארקים במקום השלושה הרגילים שנמצאים בבריונים רגילים (כלומר 'טריקווארק'), הוא מסווג כבאריון אקזוטי. את השם פנטאקווארק טבעו קלוד ג'יגנו[1] וצבי ליפקין בשנת 1987.[2] עם זאת, האפשרות של חלקיקים בעלי חמישה קווארקים זוהתה כבר בשנת 1964 כאשר מארי גל-מאן הניח לראשונה את קיומם של קווארקים.[3] אף על פי שנחזו במשך עשרות שנים, התברר שקשה להפליא לגלות פנטקווארקים, וכמה פיזיקאים החלו לחשוד שחוק טבע לא ידוע מונע את ייצורם.[4]
קיומו הוצע על ידי מקסים פוליאקוב, דמיטרי דיאקונוב וויקטור פטרוב בשנת 1997,[5] בעקבות עבודות קודמות שלהן היה שותף גם הפיזיקאי הישראלי צבי ליפקין.[6]
הטענה הראשונה לגבי גילוי של פנטאקווארק תועדה ב-LEPS שביפן בשנת 2003, ומספר ניסיונות באמצע שנות ה-2000 גם דיווחו על גילויים של מצבי פנטאקווארק אחרים.[7] אחרים לא היו מסוגלים לשכפל את התוצאות של LEPS, ואילו תגליות הפנטאקווארק האחרות לא התקבלו בגלל נתונים וניתוחים סטטיסטיים ירודים.[8] ב-13 ביולי 2015, קבוצת LHCb ב-CERN דיווחה על תוצאות העולות בקנה אחד עם מצבי פנטאקווארק בדעיכה של באריון למדא תחתון ( 0bΛ).[9] ב-16 במרץ 2019, קבוצת LHCb הכריזה על גילוי של פנטאקווארק חדש, שלא נצפה לפני כן.[10] התצפיות עברו את סף ה-5 סיגמה שנדרשות כדי לטעון על גילויים של חלקיקים חדשים.
מחוץ למעבדות של פיזיקת חלקיקים, פנטאקווארקים יכולים להיות מופקים באופן טבעי על ידי סופרנובה, כחלק מהתהליך של יצירת כוכב נייטרונים.[11] המחקר המדעי של פנטאקווארקים עשוי להציע תובנות לגבי יצירתם של כוכבים אלה, וכן לאפשר מחקר מעמיק יותר של יחסי גומלין בין החלקיקים לבין הכוח החזק.
הפנטאקווארק הראשון שנראה בניסוי, עם הסימון +Θ, מורכב על-פי הסברה, משני קווארקי למעלה, שני קווארקי למטה, ואנטיקווארק מוזר (uudds).