Відкриття нових екзотичних частинок

Abstract

Experiments at the Large Hadron Collider (LHC), in particular the specialized LHCb detector, have led to a revolution in high-energy physics through the systematic discovery of dozens of exotic hadrons – tetraquarks (qqq̄q̄) and pentaquarks (qqqqq̄). These particles, impossible in the classical quark model, are direct experimental confirmation of the predictions of quantum chromodynamics about the existence of new forms of matter bound by the strong interaction. Their discovery not only significantly expands the spectrum of known hadronic states, but also serves as a unique laboratory for testing the confinement mechanism and residual strong forces in unusual configurations. Analysis of state parameters such as mass, decay width, quantum numbers, and decay channels (using the example of the pentaquark family Pc+ or the tetraquark Tcc⁺) allows discrimination between competing models of their internal structure. These studies are of fundamental importance for understanding the generation of visible matter mass in the Universe, as well as for modeling extreme states of matter in neutron star cores, opening new directions for the search for physics beyond the Standard Model.

Експерименти на Великому адронному колайдері (ВАК), зокрема спеціалізований детектор LHCb, призвели до революції у фізиці високих енергій через систематичне відкриття десятків екзотичних адронів – тетракварків (qqq̄q̄) та пентакварків (qqqqq̄). Ці частинки, неможливі у класичній кварковій моделі, є прямим експериментальним підтвердженням передбачень квантової хромодинаміки про існування нових форм матерії, пов`язаних сильною взаємодією. Їх виявлення не лише значно розширює спектр відомих адронних станів, але й служить унікальною лабораторією для тестування механізму конфайнменту та залишкових сильних сил у незвичайних конфігураціях. Аналіз таких параметрів станів, як маса, ширина розпаду, квантові числа та канали розпаду (на прикладі сімейства пентакварків Pc+ або тетракварка Tcc⁺), дозволяє проводити дискримінацію між конкуруючими моделями їхньої внутрішньої структури. Ці дослідження мають фундаментальне значення для розуміння генерації маси видимої матерії Всесвіту, а також для моделювання екстремальних станів речовини в ядрах нейтронних зір, відкриваючи нові напрями пошуків фізики за межами Стандартної моделі.