
Коллаборация LHCb, работающая на Большом адронном коллайдере, 
сообщила об обнаружении адрона нового типа — пентакварка со скрытым очарованием.
Статистическая значимость находки огромна: 12 стандартных отклонений.
Была найдена и вторая структура, но для нее окончательного вердикта пока не вынесено.
Статья с результатами исследования появилась на сервере электронных препринтов arxiv.org
(arXiv:1507.03414);
об открытии также сообщает пресс-офис ЦЕРНа.
Соедините много однотипных атомов — и вы получите сложную тяжелую молекулу.
Сведите вместе много протонов и нейтронов — и возникнет новое тяжелое ядро.
Поместите рядом много кварков или антикварков — и у вас ничего не получится.
Такая комбинация просто развалится на отдельные адроны —
мезоны, составленные из кварк-антикварковых пар, или барионы, построенные из трех кварков. 
Такой естественный принцип, когда тяжелые объекты получаются комбинированием
всё большего числа легких, перестает работать на уровне кварков. 
Собственно, отсюда и берутся атомные ядра — если бы он работал для кварков, 
протоны и нейтроны слились бы вместе в одно многокварковое состояние.
Почему так получается — одна из загадок физики элементарных частиц, ее раздела, изучающего сильные взаимодействия.
Исходная теория взаимодействия кварков и глюонов 
никаких намеков на этот закон не дает. Но каким-то образом ее формулы  
приводят к тому, что многокварковые состояния становятся «изгоями природы».
Они формально не запрещены, но в силу каких-то причин «нежелательны»: 
либо очень неустойчивы, либо плохо рождаются в процессах с обычными адронами.
Тем не менее, прямого запрета на многокварковые состояния нет, и потому теоретики уже давно 
изучают целые классы таких частиц: тетракварки (два кварка, два антикварка),
пентакварки (четыре кварка и один антикварк), гибридные мезоны (частицы, в состав которых
на полном праве входят глюоны) и т.п. Более того, некоторые из известных легких мезонов 
уже давно находятся под подозрением, что внутри них могут скрываться не кварк-антикварковые пары, 
а более сложные комбинации. 
Проблема лишь в том, что проверить это предположение невероятно трудно: при взаимодействии легких адронов
существует такая прорва эффектов, что просто не удается однозначно сопоставить их наблюдаемые свойства
с теоретическими предсказаниями для многокварковых состояний.
Кульминацией этих трудностей для легких многокварковых состояний 
стала история десятилетней давности с пентакварком Θ(1540). 
Теоретически предсказанный в конце 90-х, он был экспериментально обнаружен
сразу десятком экспериментов в 2003-2004 годах, но затем под натиском новых, 
более точных данных открытие было развенчано
(см. подробнее в заметке В поисках пентакварка
одного из авторов теоретического предсказания). 
Полемика тогда достигала мощного накала, и даже сейчас далеко не все согласились с «отменой» Θ.
Как бы то ни было, саму возможность многокварковых состояний та история не закрывает;
вопрос лишь в том, какие из них удастся надежно обнаружить в эксперименте. 
Для того, чтобы хоть слегка распутать ситуацию, физики начали искать
более тяжелые адроны, которые можно было бы заподозрить в многокварковости.
Это, например, мезоны со скрытым «очарованием» или скрытой «прелестью», 
которые не вписывались в простую схему тяжелой кварк-антикварковой пары.
        Небольшое терминологическое пояснение. Существует шесть типов кварков, пять из которых способны образовывать адроны. Первые два типа, u и d — легкие, из них состоят протоны и нейтроны. Третий кварк, s, тоже сравнительно легок и называется по историческим причинам «странным». Четвертый — это c-кварк («цэ-кварк»), который физики ласково называют «очарованным». Мезоны, содержащие c-кварк, тоже называют очарованными мезонами. Однако если внутри адрона есть очарованный кварк вместе с очарованным же антикварком, то такая комбинация уже напоминает обычный адрон. На физическом жаргоне про него говорят, что он обладает «скрытым очарованием». Аналогичные названия перекочевали и в адроны, содержащие пятый («прелестный») кварк.
    
