Детектор адронного коллайдера зафіксував нову «зачаровану» частинку

Детектор Великого адронного коллайдера (ВАК) зареєстрував нову фундаментальну частинку, яка складається з двох зачарованих і одного верхнього кварка. Маса нововідкритої частки - 3621 мегаелектронвольт, що майже вчетверо більше за масу протона. Така велика маса зумовлена присутністю двох зачарованих кварків (маса кожного становить 1275 МеВ), йдеться в офіційному прес-релізі Європейської організації ядерних досліджень CERN у Швейцарії.

Як зазначається, нововідкрита частка належить до сімейства баріонів - частинок, які складаються з трьох кварків. Найвідоміші представники цього сімейства - протони і нейтрони, з яких складаються ядра атомів. Протони складаються з двох верхніх кварків і одного нижнього, нейтрони - з двох нижніх і одного верхнього. Крім нижніх (d) і верхніх (u) (легких) кварків, Стандартна модель Всесвіту описує ще чотири типи важких - дивний (s), зачарований (с), чарівний (b) і топ-кварк (t). Теоретично можливі баріони різних комбінацій кварків. Найбільш стійкі баріони - протони і нейтрони - складаються з найлегших кварків; частинки, до складу яких входять важкі кварки, живуть дуже недовго, а виникають рідко, тому, хоча всі вони давно передбачені теоретиками, довести їх існування вдається не завжди - як і у випадку з новим, «двічі зачарованим» кварком.

Модель нововідкритої фундаментальної частинки (CERN)

Спостерігати новий важкий баріон вдалося завдяки збільшенню продуктивності ВАК. Наприкінці червня фізикам CERN вдалося помістити в кільце рекордну кількість згустків протонів на зустрічних пучках і отримати рекордну кількість зіткнень частинок. Аналізуючи результати зіткнень, вчені змогли виявити рідкісні випадки розпаду протонів. В одному з таких випадків після зіткнення протонів і виник новий баріон, який потім розпався на лямбда-баріон і три різних мезона.

Новий, важкий баріон може стати дієвим інструментом дослідження властивостей сильної взаємодії - однієї з чотирьох фундаментальних взаємодій, які забезпечують взаємне тяжіння кварків в частках складених із них, і відповідають за тяжіння протонів і нейтронів в атомних ядрах.

Міжнародна група фізиків, що працює над експериментом детектора LHCb, розповіла про відкриття на конференції Європейського фізичного товариства з фізики високих енергій. Дослідження буде опубліковано в журналі Physical Review Letters.

Відзначимо, що детектор LHCb (Large Hadron Collider beauty) — один із семи експериментів з фізики частинок на ВАК. LHCb є експериментом, спеціалізованим на b-фізиці, призначений для вимірювання параметрів порушення CP-симетрії у взаємодіях b-адронів (адрони, що містять b-кварк). Такі дослідження можуть допомогти пояснити асиметрію речовини-антиречовини у Всесвіті. Детектор здатний проводити вимірювання перерізів утворення за рахунок електрослабкої фізики для вперед направлених процесів. Колаборацію LHCb, яка збудувала та оперує детектором, формують приблизно 840 людей із 60 наукових інститутів з 16 країн.

Нагадаємо, у березні повідомлялося, що вчені CERN випадково відкрили відразу п'ять нових елементарних частинок, які містять у собі так звані «зачаровані» кварки.