Физики из коллаборации LHCb обнаружили три новые "экзотические" частицы и подтвердили существование четвёртой, используя данные Большого адронного коллайдера (БАК), крупнейшего и на сегодняшний день самого мощного в мире ускорителя элементарных частиц.
Эти частицы, по всей видимости, состоят из четырёх фундаментальных частиц, из которых состоят все атомы Вселенной: двух кварков и двух антикварков. И благодаря нестандартному составу кварков, недавно обнаруженные частицы были включены в обширную категорию так называемых экзотических частиц, хотя, насколько точна теоретическая интерпретация физиков, ещё только изучается.
Напомним, что кварковая модель, предложенная в 1964 году Марри Гелл-Манном и Джорджем Цвейгом, – самая эффективная схема классификации адронов (всех составных частиц), которые были найдены до сих пор и являются частью Стандартной модели физики элементарных частиц.
Поясним, что в этой модели адроны классифицируются в соответствии с их кварковым составом. Все известные адроны состоят либо из пары кварк-антикварк (мезоны), либо из трёх кварков (барионы). Долгое время считалось, что других вариантов может и не существовать.
Однако в последнее десятилетие несколько исследований нашли доказательства существования частиц, состоящих из более чем трёх кварков. Так, в 2009 году учёные обнаружили частицу X(4140), где число в скобках обозначает её массу в мегаэлектронвольтах (физики часто измеряют массу в энергетических единицах, так как масса и энергия связаны знаменитым уравнением E=mc2). Массу позднее подтвердили в других экспериментах, но до настоящего момента некоторые квантовые параметры X(4140) не были полностью определены. Это, в свою очередь, затрудняло её теоретическую интерпретацию.
Специалисты коллаборации LHCb Большого адронного коллайдера смогли достаточно точно определить значение квантовых чисел частицы X(4140).
Результаты имеют большое значение для учёных, так как позволяют им понять природу частицы. И действительно они исключают некоторые из ранее предложенных теорий о её "происхождении".
Но в то время как частица X(4140) уже была обнаружена ранее, наблюдение трёх новых "экзотических" частиц с большими массами было описано впервые — это X(4274), X(4500) и X(4700).
И, несмотря на то, что все четыре частицы имеют один и тот же кварковый состав, каждая из них имеет уникальную внутреннюю структуру, массу и наборы квантовых чисел.
Отмечается, что исследователи использовали полный набор данных, собранных во время первого запуска БАКа с 2010 года по 2012 год, для того чтобы выполнить эту научную работу.
Результаты исследования опубликованы на сайте препринтов arXiv.org: первое и второе.
Добавим, что "Вести.Наука" также сообщали о том, что в ЦЕРН надеются поймать и частицы тёмной материи, пока описанной физиками лишь в теории и никогда ранее не наблюдавшейся вживую.
