Впервые обнаружена частица с двумя тяжелыми кварками

Специалисты, работающие с одним из детекторов Большого адронного коллайдера, LHCb, объявили об открытии новой частицы — бариона из семейства Кси, состоящего из двух очарованных кварков и одного верхнего кварка. Об этом ученые рассказали на Международной конференции по физике высоких энергий EPSHEP2017, препринт статьи доступен на сервере CERN.

Почти вся материя состоит из барионов, в которые входят по три кварка. При этом существует шесть типов кварков, и теоретически различные их комбинации могут образовывать множество типов таких частиц. Однако до настоящего момента было известно о барионах лишь с одним тяжелым кварком (тяжелыми считаются все, кроме u-, s- и d-кварка). Существующие теории предсказывали обнаруженную частицу, но зарегистрировать ее не удавалось долгие годы.

Масса новой частицы, дважды очарованного кси-бариона Ξ_cc⁺⁺, составляет 3621 мегаэлектронвольт. Она почти в четыре раза тяжелее самого известного представителя семейства барионов — протона. Такая масса — следствие двух очарованных кварков в ее составе. Открытие было сделано благодаря изучению распада данной частицы на Λ_c⁺ барион и три более легких мезона: K^- и пару π⁺.

Ученые предполагают, что по структуре найденная частица будет отличаться от уже известных. «В отличие от других барионов, в которых три кварка движутся по сложным траекториям, новая частица с двумя очарованными кварками, как ожидается, будет похожа на планетарную систему, где два тяжелых кварка будут играть роль тяжелых звезд, обращающихся вокруг друг друга, и легкий кварк будет обращаться вокруг этой двойной системы», — рассказал бывший пресс-секретарь LHCb Гай Вилкинсон.

«Найти барион с двумя тяжелыми кварками очень интересно, так как это дает уникальный инструмент для дальнейших исследований в области квантовой хромодинамики — теории, которая описывает сильные взаимодействия. Такие частицы могу повысить предсказательную силу наших теорий», — пояснил новый пресс-секретарь LHCb Джованни Пассалева.