In Germania, tramite l'acceleratore HERA viene osservato il primo pentaquark contente un quark charme.
Un pentaquark è una particella subatomica composta da un gruppo di cinque quark (rispetto ai tre quark dei normali barioni e ai due dei mesoni).
Più precisamente, un pentaquark è composto da quattro quark in coppie dette diquark, e da un antiquark. Quindi ha numero barionico pari a 1 (4 × 1/3 - 1/3). È stata introdotta una nuova classificazione, il barione esotico, destinata a contenere i pentaquark ed altre possibili particelle. Diversi esperimenti evidenziano l'esistenza dei pentaquark: il Θ + , il primo ad essere osservato, ha massa pari a circa 1540 MeV (vedi tabella in fondo).
L'esistenza dei pentaquark fu ipotizzata originariamente da Maxim Polyakov, Dmitri Diakonov, e Victor Petrov dell'Istituto di fisica nucleare di San Pietroburgo in Russia nel 1997, ma la loro teoria fu accolta con scetticismo.
Per far luce sulla faccenda, la collaborazione CLAS predispose un esperimento ai Jefferson Lab allo scopo di cercare dei pentaquark, ma invano.
Sempre la CLAS, nel 2005, riprovò accelerando fotoni ad alta energia in idrogeno liquido. Mentre l'esperimento tedesco SAPHIR, diede risultati positivi, CLAS ha prodotto risultati 50 volte più precisi con 10 volte più dati nell'energia di risonanza attesa per le particelle di decadimento. Raffaella De Vita, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha presentato i risultati il 17 aprile 2005 a Tampa, mostrando come CLAS non sia riuscito a riprodurre i risultati, non trovando alcuna prova dell'esistenza dei pentaquark. Ulteriori dati da CLAS sono attesi per la fine del 2005.
Va tuttavia notato come l'esperimento fallito operava ad energie più alte, per cui il meccanismo di produzione tramite scambio di mesoni si attenua in favore dello scambio di gluoni di sapore neutro; quest'ultimo viene doppiamente inibito dalla regola OZI. Dunque il limite superiore sul tasso di produzione dei pentaquark determinato dal risultato nullo di alcuni esperimenti non va a discapito della loro esistenza.
Secondo i risultati meno discussi, il pentaquark Θ + è stato osservato con certezza il 14 gennaio 2003 da Takashi Nakano dell'Università di Osaka, in Giappone e dalla collaborazione SPring-8, e l'esperimento è stato confermato da Ken Hicks del Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) di Newport News, Virginia; l'annuncio ufficale è avvenuto sulla rivista Physical Review Letters il 4 luglio 2003. I loro esperimenti portarono un raggio gamma ad alta energia a interagire con un protone ed un neutrone, creando un mesone K- e un pentaquark [ud][ud]\bar s, il Θ + . Il pentaquark è sopravvissuto per circa 10-20 secondi prima di decadere in un mesone K+ e un neutrone.
Il 17 marzo del 2004 presso l'acceleratore tedesco HERA, è stato osservato il primo pentaquark contenente un quark charm, \Theta_c ([ud][ud]\bar c).
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