Физики открыли первый тетракварк сразу с четырьмя ароматами

11.10.2010 Hi-tech

Физики коллаборации DZero (Национальная ускорительная лаборатория имени Энико Ферми) информируют об открытии новой элементарной частицы — тетракварка X(5568). Это первая из известных элементарных частиц, содержащая четыре кварка с разными квантовыми запахами: верхний (u), нижний (d), необычный (s) и прелестный (b). Статья подана для публикации в издание Physical Review Letters, ее препринт дешёв на сайте arXiv.org

Частица была открыта при анализе архивных данных опытов по сталкиванию антипротонов и протонов в Теватроне — ускорителе элементарных частиц, закрытом в 2011 году. Коллаборация искала промежуточные экзотические частицы, распадающиеся в некотором роде: на Bs-мезон и пи-мезон. Как и каждые другие мезоны, эти частицы складываются из пар кварк-антикварк, первый из них содержит в себе прелестный антикварк и странный кварк, второй — верхний и нижний антикварки и кварки в различных сочетаниях. 

Распад тетракварка X(5568), найденный коллаборацией DZero в архивных данных Теватрона.Физики открыли первый тетракварк сразу с четырьмя ароматами Изображение: DZero Collaboration

Физики разбирали кривую распределения весов Bs-мезонов и пи-мезонов, образовывавшихся в следствии протон-антипротонных столкновений. В данных, собранных за 2002–2011 годы работы коллайдера, ученые нашли явный избыток частиц с суммарной массой 5 568 мегаэлектронвольт. Статистическая значимость события образовывает 5,1 сигма, в противном случае говоря, возможность того, что замечаемый пик только флуктуация фонового сигнала образовывает 0,000017 процента.

Распределение весов образующихся в опыте Bs-мезона и пи-мезона. Изображение: DZero Collaboration

По словам представителя коллаборации, Дмитрия Денисова, сначала физики не поверили, что открыли новую частицу. Только по окончании бессчётных испытаний стало ясно, что замечаемый сигнал не может быть растолкован какими-либо фоновыми либо вторыми известными процессами. Он светло свидетельствовал о новой частице. 

На то, что частица-прародитель содержит в себе четыре разных кварка показывает темперамент пика. По словам ученых, его громадная ширина показывает, что распад управляется сильным сотрудничеством. Такие процессы сохраняют запах участвующих частиц, а продукты распада содержат в себе четыре различных типа кварков.

Структура нового тетракварка до тех пор пока малоизвестна: он может воображать собой или две связанные между собой пары кварков, или же все четыре кварка смогут быть тесно сцеплены между собой. Первый случай напоминает собой необыкновенную молекулу, две части которой вращаются приятель около приятеля.

Значительно чаще при изучении элементарных частиц физики сталкиваются с адронами, содержащими два (мезоны) либо три (барионы) кварка. Но ни один закон природы напрямую не запрещает существование иных совокупностей, содержащих большее количество кварков. В первый раз свидетельства существования тетракварков были найдены в 2003 году, в японском опыте Belle. Потом открытие было подтверждено коллаборацией LHCb.

В 2015 году физики CERN сказали об открытии пентакварка — частицы, содержавшей пять кварков. Но, все подтвержденные на сегодня частицы содержат в себе кварки не более чем трех запахов. Новая частица — первая в собственном роде.

Создатель: Владимир Королёв

Случайные записи:

Тест на логику от бабушки Шошо =)


Похожие статьи, которые вам понравятся: