Пентакварк – очередной шаг в изучении физики элементарных частиц

В канун Нового года в Иркутском государственном университете прошла открытая лекция известного ученого-физикаМаксима Полякова, ныне работающего профессором в Рурском университете (Германия). Он стал одним из трех физиков, которые еще в 1998 году теоретически обосновали существование пентакварков (элементарная частица) определенного вида. Экспериментальное подтверждение новые частицы получили 14 июля 2015 года в ходе работы Большого адронного коллайдера (БАК). Пентакварки стали первым значимым открытием, сделанным после перезапуска на новых мощностях БАКа.

Новому открытию, ставшему, фактически, главным научным событием года, посвящалась открытая лекция Максима Полякова. Подробнее об этом он рассказал редакции сайта ИГУ.

– Начнем, пожалуй, с филологии – пентакварк состоит из двух слов: пента и кварк. Пента – это пять, а кварк – это фундаментальная частица. Соответственно, пентакварк – это частица, состоящая из пяти кварков. Вообще, наш мир состоит из частиц, которые состоят из атомов, те, в свою очередь, из электронов и ядер, ядра – из протонов и нейтронов. Но это все не элементарные частицы, потому что они тоже из чего-то состоят. Так вот, эти протоны и нейтроны состоят из кварков. Меньше кварков частиц не нашли, то есть это самая мелкая частица из которых состоит материя.

Далее, протоны и нейтроны состоят из трех кварков. Вопрос – почему же только из трех? Ответа не было. Однако, у нашей группы, в составе которой еще Дмитрий Дьяконов и Виктор Петров, появилась теория, что такие частицы должны быть сделаны из пяти кварков. Но почему же никто раньше их не обнаружил? А все дело в том, что нужно знать – где искать. Другие ученые искали не там – работали не с теми массами и т.д., а у нас получилось. Однако не все научные группы, проверившие результаты исследований, подтверждали существование пентакварков. Точку, думаю, поставил Большой адронный коллайдер, на котором в июле 2015 года открыли пентакварк.

– Что дает открытие пентакварков?

– Это дает нам большее понимание того, как устроены сильные взаимодействия. Для сравнения, сила, с которой нас притягивает к земле, считается слабым взаимодействием. А при сильном взаимодействии разорвать связи фактически невозможно. Потом, сама картинка тех же протонов и нейтронов, состоящих из трех кварков. По нашей теории, эти три кварка сидят в некой нелинейной волне. Примером нелинейной волны может служить цунами. Так вот, мы предположили, что такое цунами есть в микромире и оно захватывает три кварка, а может и пять.

Слушателями лекции стали студенты разных курсов физического факультета ИГУ, а также преподаватели университета, с которыми у Максима Полякова налажено давнее сотрудничество.

– С кафедрой теоретической физики ИГУ сотрудничаю уже с десяток лет. А вообще, знакомство с преподавателями свел еще в школе. Я ведь местный – из Усолья-Сибирского. Когда был школьником, то участвовал в летних физмат школах, которые организовывала, в основном, кафедра теоретической физики ИГУ. Поэтому, многих нынешних профессоров и доцентов я знаю еще с тех времен.

– Хороший путь – от школьника из сибирской глубинки до профессора немецкого университета.

– После окончания школы поступил в Ленинградский государственный университет. Затем работал в Ленинградском институте ядерной физики, там же и защитился. Потом у нас возникли общие научные интересы с немецкой группой в городе Бохум. Мы начали сотрудничать, у нас были совместные проекты. В 2002 году от немецкого правительства получил премию Софьи Ковалевской в размере полумиллиона евро на создание группы и дальнейшие исследования. Группу я создал в Бохуме, состояла она, преимущественно, из русских физиков, что вполне объяснимо – в те времена подготовка по физике в России была сильней, чем в Германии. В 2005 году стал профессором в Бохуме. В том же году я приезжал в Дубну в Объединенный институт ядерных исследований. Кстати, один интересный факт, половина дел, которыми занимаются в Дубне – это заслуга выпускников кафедры теоретической физики ИГУ. Так вот, там я подружился с иркутскими учеными. Уже летом они меня пригласили на летнюю школу в Больших Котах. С тех пор мы сотрудничаем.

Профессор Максим Поляков и его научная группа, впрочем, как и многие другие ученые собираются изучить окончательную структуру пентакварков, чтобы лучше понять их взаимосвязь между собой. И хотя темную материю, как ключевую цель для обновленного БАК, ученые пока не нашли, обнаружение пентакварков является очередным большим шагом вперед в изучении физики элементарных частиц.

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 20-23-25