Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Ee zvali Iks
14.04.2004 13:35 | N. V. Nikitin/Phys.Web.Ru

Tainstvennaya chastica obnaruzhena v dvuh eksperimentah

Predislovie perevodchika
Segodnya stalo modno govorit' o krizise estestvennyh nauk. Mol, ischerpali oni sebya, a chelovechestvo ne oschastlivili. Net bol'she velikih otkrytii, net shokiruyushih otkrovenii, net togo furora, kotoryi proizveli v pervoi chetverti XX veka vyvody teorii otnositel'nosti i kvantovoi mehaniki. Gumanitarii dazhe pridumali krasivuyu formulu: "Vmeste s XX vekom ushla v istoriyu "epoha velikih geograficheskih otkrytii" v oblasti estestvennyh nauk".

Dlya lyubogo, kto ser'ezno rabotaet v fizike, biologii, himii, geologii, drugih estestvennyh naukah, absurdnost' podobnyh utverzhdenii ochevidna. Skoree, nado govorit' o drugom: k nachalu XXI veka estestvennye nauki s takoi intensivnost'yu otkryvayut novye "chUdnye zemli", chto u obychnogo cheloveka, obremenennogo povsednevnymi zabotami i dalekogo ot "estestvennonauchnogo moreplavaniya", prosto ne hvataet vremeni (ili zhelaniya?), chtoby uznavat' obo vseh etih otkrytiyah, a ego "udivlyalka" davno peregorela ot rasskazov svidetelei predydushih proslavlennyh ekspedicii.

Deistvitel'no, esli v 1973 godu otkrytie ocharovannogo kvarka stalo podlinnoi sensaciei, to v 1995-om otkrytie samogo tyazhelogo i zagadochnogo iz vseh kvarkov ("top"-kvarka) bylo zamecheno lish' specialistami. Taina solnechnyh neitrino, muchivshaya fizikov pochti 40 let, byla razgadana v 2001 godu kollaboraciei SNO blagodarya otkrytiyu neitrinnyh oscillyacii; no v Rossii eto proshlo kak mimo shirokoi obshestvennosti, tak i mimo zhurnalistov, populyariziruyushih nauku. Ocherednoi debosh izvestnogo politicheskogo deyatelya obsuzhdalsya v neskol'ko raz dol'she, chem sovpavshee s nim po vremeni vruchenie Nobelevskih premii nashim uchenym V.L.Ginzburgu i A.A.Abrikosovu! Da chto tam Nobelevskie premii - v krugovorote budnichnyh del bylo prinyato kak dolzhnoe velichaishee dostizhenie prikladnoi biologii XX veka - rasshifrovka genoma cheloveka. Epohu velikih kosmograficheskih otkrytii my, kazhetsya, voobshe prospali. Dumayu, chto 99,99% naseleniya nashei planety ne skazhut, chem otlichaetsya temnaya materiya ot temnoi energii. A ved' otkrytie temnoi energii ne menee fundamental'no, chem otkrytie geliocentricheskoi sistemy mira! Seichas "prostoi nalogoplatel'shik" "vorotit nos" ot pentakvarkov. Ne sud'bonosnogo, no ochen' krasivogo i absolyutno nezhdannogo otkrytiya proshlogo goda. Uveren, chto v konce XIX-ogo veka o neozhidannom otkrytii podobnogo urovnya neskol'ko mesyacev govorili by vo vseh intellektual'nyh salonah Londona, Parizha i Sankt-Peterburga, a publichnye lekcii professorov Moskovskogo universiteta na dannuyu temu sobrali by v auditorii na Mohovoi pol-Moskvy.

Tak chto, esli i est' seichas "krizis estestvennyh nauk", to eto krizis pereproizvodstva glubokih myslei i blestyashih otkrytii, vazhnyh tehnicheskih prilozhenii, - a ne ih nedostatok. Etot krizis pereproizvodstva nalozhilsya v razvityh stranah na krizis duhovnyi (gospoda gumanitarii, gde novye idei, prevoshodyashie Kanta, Gegelya ili Nagornuyu propoved'?!). V Rossii k nemu dobavilsya neizbezhnyi posle revolyucii 1991-ogo goda ekonomicheskii krizis. K etomu stoit dobavit' krizis obrazovaniya, kogda obuchenie v shkole i dazhe v VUZe otstaet ot real'nogo razvitiya perednego kraya nauki let na desyat'-dvadcat'. V usloviyah eksponencial'nogo nakopleniya nauchnyh znanii podobnoe otstavanie nedopustimo, dazhe gubitel'no. A znachit, delo ne v uchenyh i otkrytiyah, delo v golovah obychnyh lyudei, v tom, chto "siromu obyvatelyu" prielsya tehnicheskii progress, perestal oshushat'sya, perestal udivlyat'. Poetomu bessoznatel'no, bezosnovatel'no i absolyutno fatal'no dlya chelovecheskoi civilizacii obyvatel' hochet zamenit' ego chem-to drugim: shiroko rasprostranennym u nas slovobludiem ili veroi vo chto-nibud' tainstvennoe, no prostoe. Estestvennonauchnuyu strogost' - na gumanitarnuyu amorfnost', a eshe luchshe - na bessvyaznoe bormotanie koldunov i znaharei...

Kstati, pervyi chelovek poletel v kosmos chut' bolee soroka let nazad. Roditeli bol'shinstva nyneshnih studentov v to vremya uzhe poyavilis' na svet. Internet v Rossii razvivaetsya vsego okolo desyati let, a bum dostupnyh sotovyh telefonov nachalsya voobshe paru let nazad. Sovremennik-potrebitel' prinimaet eto kak dolzhnoe i sovershenno ne zadumyvaetsya, chto novye tehnologii ne vyskakivayut iz volshebnogo larca (vmeste s dyuzhimi rukastymi molodcami, kotorye eti tehnologii prevrashayut v predmety meshanskogo byta), a yavlyayutsya plodom mnogoletnih usilii snachala predstavitelei fundamental'nyh nauk, zatem - prikladnyh, i uzh tol'ko zatem - konstruktorov i dizainerov, kotorye pridayut novoi "tehnicheskoi fenechke prikol'nyi vid"...

Tem vremenem, estestvennye nauki, v tom chisle i fizika vysokih energii, prodolzhayut ispravno postavlyat' "nezametnye" sensacii, kazhdaya iz kotoryh pri opredelennyh usloviyah sposobna izmenit' nashe predstavlenie o mire elementarnyh chastic. V proshlom godu eto chut' bylo ne sdelal D_s(2317), o kotorom v russkoyazychnom sektore Internet bylo rasskazano v populyarnyh zametkah [1]. Teper' eto mozhet sdelat' tainstvennaya chastica X(3872), kotoraya ne ukladyvaetsya ni v odnu spektrograficheskuyu shemu energeticheskih urovnei charmoniya. Obnaruzhenie etoi chasticy nichego ne znachit dlya nelyubopytnyh sytyh obyvatelei. Odnako dlya lyubogo fizika, hot' nemnogo znakomogo s teoriei sil'nyh vzaimodeistvii, sensacionnost' ego ochevidna. Imenno ob etoi zagadochnoi chastice raskazyvaetsya v privedennoi nizhe perevodnoi stat'e iz mezhdunarodnogo zhurnala po fizike vysokih energii "CERN Courier". Stat'ya pomeshena v razdele novostei zhurnala i ne imeet avtora.

N.Nikitin

---

Ee nazvali "Iks": novaya chastica obnaruzhena v dvuh eksperimentah

Novaya neobychnaya chastica, poluchivshaya nazvanie X(3872), byla otkryta kollaboraciei Belle (Nauchno-issledovatel'skii centr fiziki vysokih energii KEK, Cukuba, Yaponiya). Ee sushestvovanie nezavisimo podtverzhdeno v eksperimente CDF (Collider Detector at Fermilab, SShA).

Ustanovka Belle rabotaet na elektron-pozitronnom kollaidere KEKB, kotoryi prednaznachen dlya polucheniya bol'shogo chisla B-mezonov pri energii stalkivayushihsya chastic okolo 10,58 GeV v sisteme centra mass. Issleduya razlichnye kanaly raspadov B-mezonov, kollaboraciya Belle obnaruzhila nebol'shoi pik v raione 3,872 GeV v raspredelenii po masse sistemy, sostoyashei iz i dvuh -mezonov. Novyi pik nahoditsya chut' pravee, chem horosho izvestnyi signal ot -mezona, kotoryi takzhe raspadaetsya na i dva piona [2]. Eto ukazalo na kanal obrazovaniya novoi chasticy, poluchivshei nazvanie X(3872). Ochevidno, B-mezon mozhet raspadat'sya na X(3872) i K-mezon, posle chego pochti srazu zhe X(3872) raspadaetsya na i dva -mezona.

Na risunkah pokazan signal ot X(3872), poluchennyi kollaboraciyami Belle (levyi risunok) i CDF (pravyi risunok).

V otvet na etot rezul'tat kollaboraciya CDF bystro obnaruzhila X(3872) v sovershenno drugih eksperimental'nyh usloviyah - pri stolknovenii protonov i antiprotonov s energiei v sisteme centra mass okolo 2 TeV na kollaidere Tevatron v amerikanskom issledovatel'skom centre FNAL [3]. Eto otkrytie pokazyvaet, chto X(3872) mozhet poyavlyat'sya ne tol'ko v slabyh raspadah B-mezonov, no takzhe i v sil'nyh vzaimodeistviyah, vklad kotoryh yavlyaetsya dominiruyushim pri stolknovenii protonov i antiprotonov. Rezul'taty Belle i CDF udachno dopolnyayut drug druga. V to vremya kak na ustanovke Belle bylo naideno okolo shestidesyati X(3872) pri neznachitel'nom kolichestve fonovyh sobytii, na CDF zaregistrirovano poryadka 700 "shtuk" X(3872), odnako fon sostavlyaet priblizitel'no 6000 sobytii. V nazvanii novoi chasticy - X(3872) - otrazheno, chto ona ne vpisyvaetsya ni v odnu iz izvestnyh shem klassifikacii elementarnyh chastic. Kollaboraciya Belle nashla novuyu chasticu v processe poiska neotkrytyh eshe sostoyanii charmoniya (svyazannyh sostoyanii ocharovannogo kvarka i antikvarka - ). Odnako massa X(3872) i shema ee raspada ne sootvetstvuyut nikakim teoreticheskim predskazaniyam. V rezul'tate, sostoyanie X(3872) privleklo znachitel'noe vnimanie mirovogo soobshestva fizikov. Fiziki-teoretiki uzhe vydvinuli celyi ryad razlichnyh ob'yasnenii. Naprimer, X(3872) mozhet okazat'sya novym ekzoticheskim mezonom, sostoyashim iz dvuh kvarkov i dvuh antikvarkov, - tak nazyvaemoi "mezonnoi molekuloi", yavlyayusheisya svyazannym sostoyaniem D⁰ i D^*0-mezonov. Soglasno drugoi gipoteze, X(3872) mozhet byt' gibridnym mezonom, sostoyashim iz glyuonov i -pary.

---

Literatura

1. I.Ivanov, "Tekushie otkrytiya v FECh: priroda mezona D^*_s(2317)", http://www.scientific.ru/spark/ds2317.html; N.Nikitin, "Otkrytie D^*_s(2317)-chasticy.
   Naideno ekzoticheskoe dimezonnoe sostoyanie?", http://phys.web.ru/db/msg/1185982/;
   N.Nikitin, "Ekzoticheskie mnogokvarkovye sostoyaniya. Kak obstoyat dela na segodnyashnii den'?", http://phys.web.ru/db/msg/1187352/.
2. S-K.Choi et al. Phys.Rev.Lett. 91, 262001, 2003.
3. D.Acosta et al. hep-ex/0312021, 2003.

Publikacii s klyuchevymi slovami: elementarnye chasticy Publikacii so slovami: elementarnye chasticy
Sm. takzhe: Bozon Higgsa: ob'yasnenie v komikse Evolyuciya vselennoi Leptony Elementarnye chasticy Pentakvark, opyat' pentakvark? Proton i antiproton: pohozhie ili odinakovye? Devid N. Shrem 1945-1997 Vse publikacii na tu zhe temu >>