Впервые найден полностью очарованный тетракварк

Детектор LHCb на Большом адронном коллайдере впервые обнаружил частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Это открытие поможет физикам лучше понять кварки — фундаментальные частицы Стандартной модели. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.

Кварки бывают шести разных сортов. Объединяясь, они образуют составные частицы, известные как адроны. К ним относят протоны и нейтроны. Кварки обычно объединяются вместе в группы по две или три частицы, чтобы создать адрон. Однако на протяжении десятилетий теоретики предсказывали существование тетра- и пентакварков. В последние годы эксперименты, такие как LHCb, подтвердили существование нескольких из этих экзотических адронов.

Эти частицы, состоящие из необычных комбинаций кварков, позволяют физикам исследовать одну из фундаментальных сил природы — сильное взаимодействие. Именно оно отвечает за взаимодействия между протонами, нейтронами и атомными ядрами, составляющими материю. Детальные знания о сильном взаимодействии также важны для определения того, являются ли новые, неожиданные процессы признаком физики за пределами Стандартной модели или нет.

«Частицы, состоящие из четырех кварков, являются экзотическими. Но тот тетракварк, который мы только что обнаружили, — первый, состоящий из четырех тяжелых кварков одного и того же типа, в частности двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков, — говорит сотрудник LHCb Джованни Пассалева. — До сих пор LHCb и другие эксперименты наблюдали только частицы максимум с двумя тяжелыми кварками одновременно, и ни один из них не имел более двух кварков одного и того же типа».

Команда LHCb обнаружила новый тетракварк в процессе поиска избыточного количества столкновений в данных эксперимента. Просеивая наборы данных LHCb с первого и второго запусков Большого адронного коллайдера, которые проходили с 2009 по 2013 год и с 2015 по 2018 год соответственно, исследователи обнаружили скачок в массовом распределении частиц. Физики увидели повышенное количество очарованных кварков и антикварков.

Скачок имеет статистическую значимость более пяти стандартных отклонений — обычный порог для заявления об открытии новой частицы. Как и в случае с предыдущими открытиями тетракварков, не совсем ясно, является ли новая частица «истинным тетракварком», то есть системой из четырех кварков, плотно связанных вместе, или парой слабо связанных двухкварковых частиц. Так или иначе, новый тетракварк поможет теоретикам проверить модели квантовой хромодинамики и теории сильного взаимодействия.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.