На Большом адронном коллайдере обнаружена частица, которую ждали 50 лет

Энергия протонов на Большом адронном коллайдере достигает 13 тераэлектронвольт.

Фото коллаборации TOTEM.

Техника исследования требует, чтобы с электроном взаимодействовали два фотона подряд.

Иллюстрация IQOQI/Harald Ritsch.

Учёные коллаборации TOTEM, в которую входят более ста физиков, работающих с Большим адронным коллайдером, обнаружили свидетельства существования оддерона. Эта частица (точнее, квазичастица) была предсказана в 1970-х годах, но до сих пор её не удавалось наблюдать экспериментально. О новом результате сообщает препринт научной статьи, размещённой на сайте arXiv.org.

Гипотеза о существовании оддерона была высказана при теоретическом исследовании взаимодействия адронов. Напомним, что адронами называются частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Это взаимодействие, в частности, удерживает протоны в ядре, несмотря на то, что они одинаково заряжены, и электрические силы стремятся оттолкнуть их друг от друга. Сильное взаимодействие происходит путём обмена частицами-переносчиками – глюонами.

На Большом адронном коллайдере физики заставляли протоны проходить настолько близко друг к другу, что они обменивались глюонами и из-за этого меняли свои траектории, но не превращались в другие частицы. Как поясняется в пресс-релизе исследования, до сего дня наблюдался только процесс, когда протоны обменивались чётным числом глюонов.

Между тем теоретики предсказывали, что при достаточно больших энергиях возможны взаимодействия, когда появляется состоящая из глюонов частица оддерон, и в этом случае происходит обмен нечётным числом глюонов.

Техника исследования требует, чтобы с электроном взаимодействовали два фотона подряд.
Техника исследования требует, чтобы с электроном взаимодействовали два фотона подряд.
Иллюстрация IQOQI/Harald Ritsch.

Однако до сих пор воспроизвести этот процесс не удавалось. И только БАК, разгоняющий частицы до энергий в 13 тераэлектронвольт, позволил учёным экспериментально наблюдать оддероны.

"Мы искали их с 1970-х годов", – признаётся соавтор исследования Кристоф Ройон (Christophe Royon) из Канзасского университета.

Помогла делу и высокая частота столкновений (напомним, что коллайдер недавно достиг рекордной светимости).

Полученные результаты подтверждают давние теоретические предсказания и пополняют копилку знаний о поведении элементарных частиц.

"Это не нарушает Стандартную модель, но есть очень непрозрачные области Стандартной модели, и эта работа проливает свет на одну из таких областей", – объясняет другой соавтор Тимоти Рабен (Timothy Raben), также из Канзасского университета.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) неоднократно рассказывали об интересных новостях, приходящих от учёных, работающих с данными Большого адронного коллайдера. Например, мы говорили об открытии пентакварков, а также о рекордной температуре, достигнутой с помощью ускорителя. И кто сегодня не слыхал об открытии бозона Хиггса – "частицы Бога", значение которой мало кто понимает (хотя мы в деталях объясняли, почему же она так важна для современной физики).