Физици, работещи с детектора LHCb в Големия адронен колайдер (LHC), съобщават, че са открили доказателства в данните от сблъсъците за три невиждани досега комбинации от кварки - нов вид „пентакварк“ и първата двойка „тетракварки“, която включва нов тип тетракварк.
Констатациите, представени вчера на семинар в ЦЕРН, добавят три нови екзотични члена към нарастващия списък от нови адрони, открити в LHC. Те ще помогнат на физиците да разберат по-добре как кварките се свързват заедно в тези съставни частици.
Кварките са елементарни частици и се предлагат в шест "аромата": горен, долен, чаровен, странен, върховен и дънен.
| Символ | Название | Заряд | Маса | |
|---|---|---|---|---|
| български | английски | |||
| Първо поколение | ||||
| d | Долен | down | −1/3 | ~ 5 MeV/c² |
| u | Горен | up | +2/3 | ~ 3 MeV/c² |
| Второ поколение | ||||
| s | Странен | strange | −1/3 | 95 ± 25 MeV/c² |
| c | Чаровен | charm (charmed) | +2/3 | 1,8 GeV/c² |
| Трето поколение | ||||
| b | Дънен | beauty (bottom) | −1/3 | 4,5 GeV/c² |
| t | Върховен | truth (top) | +2/3 | 171 GeV/c² |
Кварките обикновено се комбинират заедно в групи от два и три, за да образуват адрони като протоните и неутроните, които изграждат атомните ядра. По-рядко обаче могат да се комбинират в четирикваркови и петкваркови частици или „тетракварки“ и „пентакварки“. Тези екзотични адрони са предсказани от теоретиците по същото време като конвенционалните адрони, преди около шест десетилетия, но едва сравнително наскоро, през последните 20 години, са наблюдавани от LHCb и други експерименти.
Повечето от екзотичните адрони, открити през последните две десетилетия, са тетракварки или пентакварки, съдържащи чаровен кварк и чаровен антикварк, като останалите два или три кварка са горен, долен или странен кварк или техните антикварки. Но през последните две години детекторът LHCb откри различни видове екзотични адрони. Преди две години колаборацията на детектора откри тетракварк, съставен от два чаровни кварка и два чаровни антикварка, и два „отворени чаровни“ тетракварка, състоящи се от чаровен антикварк, горен кварк, долен кварк и странен антикварк. А миналата година откриват първия в историята случай на „двойно отворени чаровен“ тетракварк с с два чаровни кварка и горен и долен антикварк. "Отворено чаровен" означава, че частицата съдържа чаровен кварк без еквивалентен антикварк.
Откритията, обявени от колаборацията на LHCb, включват нови видове екзотични адрони. Първият вид, наблюдаван при анализ на „разпадане“ на отрицателно заредени B мезони, е пентакварк, съставен от чаровен кварк и чаровен антикварк и горен, долен и странен кварк. Това е първият открит пентакварк, който съдържа странен кварк. Откритието има огромна статистическа значимост от 15 стандартни отклонения, далеч над 5 стандартни отклонения, които са необходими, за да се твърди, че е наблюдавана частица във физиката на елементарните частици.
Двата нови тетракварка са илюстрирани тук. Една от частиците е съставена от чаровен кварк, странен антикварк и горен кварк и долен антикварк (вляво), а другата е съставена от чаровен кварк, странен антикварк и горен антикварк и долен кварк (вдясно). Кредит: CERN
Вторият вид е двойно електрически зареден тетракварк. Това е отворен чаровен тетракварк, съставен от чаровен кварк, странен антикварк и горен кварк и долен антикварк, и е забелязан заедно с неутралния си двойник в съвместен анализ на разпад на положително заредени и неутрални B мезони. Новите тетракварки, наблюдавани със статистическа значимост от 6,5 (двойно заредената частица) и 8 (неутралната частица) стандартни отклонения, представляват първата наблюдавана двойка тетракварки.
„Колкото повече анализи извършваме, толкова повече видове екзотични адрони откриваме“, разказва координаторът по физика на LHCb Нилс Тунинг (Niels Tuning). „Свидетели сме на период на открития, подобен на този през 50-те години на миналия век, когато започна да се открива „менажерията на частици“ от адрони и в крайна сметка доведе до кварковия модел на конвенционалните адрони през 60-те години. Създаваме „менажерия на частици 2.0“.
„Намирането на нови видове тетракварки и пентакварки и измерването на техните свойства ще помогне на теоретиците да разработят единен модел на екзотичните адрони, чиято точна природа е до голяма степен неизвестна“, коментира говорителят на LHCb Крис Паркс (Chris Parkes). „Това също ще помогне за по-доброто разбиране на конвенционалните адрони.“
Докато някои теоретични модели описват екзотичните адрони като единични частици от тясно свързани кварки, други модели ги разглеждат като двойки стандартни адрони, хлабаво свързани в подобна на молекула структура. Само времето и повече изследвания на екзотични адрони ще покажат дали тези частици са едното, другото или и двете.
27-километровият пръстен от свръхпроводящи магнити и неговите детектори за частици на Големия адронен колайдер трябва да работят денонощно в продължение на почти четири години по време на третия си етап от работа Run 3.
Стартът на серията идва 10 години след като физиците от LHC обявиха най-голямото си откритие до момента: доказателство за съществуването на Хигс бозона, субатомна частица, която помага да се обясни феноменът на масата.
Източник: LHCb discovers three new exotic particles, CERN
Още по темата
Физика
Физици от ЦЕРН публикуваха нови резултати за свойствата на Хигс бозона
Физика
Откриха нова екзотична частица в Големия адронов колайдер
Физика
Тъмната материя може да се е образувала от хексакварк D* (2380), частица, открита през 2014 г.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари