Большой адронный коллайдер ЦЕРНа обнаруживает три новые экзотические частицы
«Beautiful» Коллаборация Большого адронного коллайдера (LHCB), работавшая над исследованием кварков, представила открытие нового типа экзотических адронов, ранее не встречавшихся. (Sidekick). Эти новые составные частицы помогут физикам лучше понять, как кварки связаны друг с другом.
Напомним, что кварки — это одно из двух семейств фундаментальных фермионов. Они связаны друг с другом под действием сильных сил и образуют адлоны (например, протоны и нейтроны). Их можно наблюдать только в таком виде и невозможно различить: существует шесть различных кварков, каждый из которых имеет основной частичный заряд и «аромат»: восходящий (u), нисходящий (d), очарованный (c), странный (s), истинный (t) и приятный (b).
В классической аргументационной модели адроны образуются четверть-антикварковыми парами (мезоны) или тремя кварками (магистры). Частицы, которые не подходят ни под одну из этих категорий, называются «экзотическими адронами». Они были теоретически продемонстрированы Мюрреем Гелл-Манном и Джорджем Цвейгом в 1964 году, но физики получили экспериментальные доказательства их существования только 50 лет спустя. В частности, адроны связаны с частицами из четырех или пяти кварков (называемых тетракартом и пентаконом соответственно).
За последние два десятилетия эксперименты в аквариумах выявили существование нескольких таких экзотических адронов. Большинство из них — тетрафукварки или пентакарты, состоящие из притягивающего кварка и притягивающего антикварка, а остальные два или три кварка — восходящие, нисходящие, странные кварки или их антикварки.
За последние два десятилетия эксперименты в аквариумах показали существование нескольких таких экзотических адронов. Большинство из них — тетрафукварки или пентакарды, состоящие из привлекательных кварков и привлекательных антикварков, а оставшиеся два или три кварка — это восходящие, нисходящие или странные кварки, или их антикварки.
Совсем недавно коллаборация LHCB обнаружила другие типы частиц, включая две «очевидные прелести», которые были открыты в 2020 году. Считается, что частица «привлекательный шарм» содержит C-кварк без эквивалентного антикварка. Первый пример тетракварка с «двойной очевидной привлекательностью» был найден в прошлом году, состоящий из двух c-кварков и двух антикварков (u и d). Чем больше тестов мы проводим, тем более экзотические типы адлона мы находим.» [.] [Зоопарк частиц 2.0].
Читайте также: Большой адронный коллайдер (БАК) ЦЕРН возобновляет работу
В декабре 2018 года Большой адронный коллайдер (БАК) Серна, крупнейший и самый мощный в мире ускоритель частиц, был остановлен, чтобы позволить улучшить..
Теперь к этому списку добавились два новых типа экзотического адлона. Первый состоит из кар- и антикварков, U-кварков, D-кварков и S-кварков — первыми в истории стали пентакварки, содержащие S-кварки. Эти частицы были замечены при анализе распада отрицательно заряженных B-мезонов (b-антикварков и мезонов, состоящих из u, d, c или s кварков).
Команда отмечает, что результаты статистически значимы при 15 стандартных отклонениях. Это исключительный случай в физике частиц, где результаты считаются значимыми при достижении пяти стандартных отклонений. (при отсутствии события).
Второй недавно наблюдаемый адлон — это дважды заряженный тетракард, состоящий из С-кварка, S-аниона, U-кварка и D-аниона. Он наблюдался вместе со своими нейтральными аналогами при анализе распада положительно заряженных и нейтральных B-мезонов. Эти частицы наблюдались со статистической значимостью 6,5 и 8 стандартных отклонений соответственно.
Теоретические модели все еще неопределенны
Несмотря на успехи, достигнутые в последние годы в плане обнаружения, Адлон остается загадочной частицей, которую физики пытаются раскрыть с помощью экспериментов, связанных со столкновениями. В частности, эксперимент LHCB направлен на изучение небольших различий между материей и антиматерией путем изучения красивых кварков. Конечная цель — понять, как и почему антиматерия изменилась на заре Вселенной, хотя теоретически обе материи изначально были созданы в равных количествах. Это исследование также направлено на раскрытие секретов темной материи.
Эти новые открытия частиц — еще один шаг вперед, ведь для достижения этой цели Адлон должен быть лучше всего понят. «Нахождение новых типов Тетравкварков и Пентакварков и измерение их свойств поможет теоретикам разработать единую модель экзотического адлона, но точная природа этой модели в значительной степени неизвестна», — объясняет сотрудник LHCB Крис Паркес ( Chris Parkes) объясняет.
Действительно, некоторые теоретические модели описывают экзотические адроны как изолированные единицы, состоящие из тесно связанных кварков. Однако другие модели представляют их как стандартные пары, слабо соединенные адронами — немного похоже на то, как атомы объединяются в молекулы. Чтобы определить, какую модель (или модели) следует принять, необходимы дальнейшие эксперименты. На сегодняшний день в резервуарах открыто 66 адронов, 59 из которых были проведены экспериментами LHCB.
Новые открытия ждут нас в третьей кампании по сбору и анализу данных, которая только началась. Вчера, 5 июля, команда ЦЕРН добилась беспрецедентных результатов. Благодаря последним усовершенствованиям Коллайдера, они смогли достичь рекордных энергий в протон-протонных столкновениях — 13,6 ТэВ. Это открывает новую эру исследований в ЦЕРНе», — сказала генеральный директор ЦЕРНа Фабиола Джанотти.
