09.09.2020

Иван Елецких "Исследования пентакварковых состояний со скрытым чармом в протон-протонных столкновениях на LHC"

В 2015 году экспериментом LHCb на Большом адронном коллайдере были обнаружены заряженные резонансные состояния $P_c(4380)$ и $P_c(4450)$ в распадах $\Lambda_b$ барионов в канале $J/\psi pK$, свойства которых свидетельствуют об их пентакварковой структуре со скрытым очарованием. Это открытие мотивировало ряд дальнейших теоретических и экспериментальных исследований. В 2016-2020 гг. различными экспериментами были получены новые результаты: было независимо подтверждено существование сигналов в распадах $\Lambda_b$ барионов (эксперимент ATLAS, гипотеза безпентакварков исключена на уровне $p-\mathrm{value} = 9 \cdot 10^{-3}$), сигналы пентакварков в протон-антипротонных столкновениях обнаружены со статистической значимостью $3.0\sigma$ (эксперимент D0), проведен модельно-независимый анализ распределений сигнальных событий, обнаружен вклад пентакварков в кабиббо-подавленные распады $\Lambda_b \rightarrow J/\psi p\pi$ (эксперимент LHCb).

Елецких Иван Владимирович

В 2019 году экспериментом LHCb было открыто новое узкое состояние $P_c(4312)$. Помимо этого, у состояния $P_c(4450)$ была обнаружена субструктура – два узких пика смассами 4440 МэВ и 4457 МэВ. Их изучение активно продолжается в настоящий момент. В то же время, остался открытым вопрос о существовании и свойствах состояния $P_c(4380)$,отличающегося большой (~200 МэВ) шириной распада, анализ которого должен учитывать эффекты интерференции с фоновыми процессами. Также, пока не увенчались успехом поиски пентакварков в канале фото-рождения $(\gamma p\rightarrow P_c)$ в эксперименте GlueX. Основными направлениями текущих и планируемых исследований являются дальнейшее изучение открытых состояний, в частности, экспериментальное определение их квантовых чисел (спина и четности), а также осуществление полного амплитудного анализа их распадов, в частности, анализа цепочки распадов $\Lambda_b$ барионов в различных кинематических областях.

Не менее интересным является обнаружение других мод распада пентакварков – в частности, распадов на пары очарованных адронов. В рамках КХД, исходя из известных данных, предсказывается существование широкого спектра других пентакварковых состояний – электрически нейтральных пентакварков, пентакварков со странностью, прелестью и т.д. Обнаружению этих состояний посвящены планируемые в будущем экспериментальные исследования.

Презентация