На Большом адронном коллайдере обнаружены новые элементарные частицы

На Большом адронном коллайдере сделали новое долгожданное открытие.

Фото CERN.

Уникальная установка позволяет проверять построения, давно выполненные теоретиками.

Фото Maximilien Brice / Wikimedia Commons.

Физики, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), детектировали новые элементарные частицы. Об открытии двух частиц можно говорить с уверенностью, третья пока под вопросом, сообщает официальный сайт Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

Первая из двух надёжно зафиксированных частиц получила обозначение Σb(6097)+. Число 6097 – это приблизительная масса частицы в мегаэлектронвольтах. Она примерно в шесть раз тяжелее протона.

Эта частица состоит из трёх кварков, как протон или нейтрон. Отличие в том, какие именно это кварки.

Протон, как известно, содержит два u-кварка и один d-кварк, то есть его состав описывается формулой uud. Нейтрон, напротив, содержит один u-кварк и два d-кварка, то есть имеет состав udd. U-кварк имеет положительный заряд величиной в 2/3 заряда электрона, а d-кварк – отрицательный заряд величиной в 1/3 заряда электрона. Складывая заряды всех кварков в частице, получаем тот известный факт, что заряд протона равен электронному со знаком "плюс", а у нейтрона нет заряда.

Новая частица отличается от них обоих. Её состав – buu, то есть один b-кварк и два u-кварка. Буква b в обозначении частицы указывает на наличие в ней b-кварка. Последний, как и d-кварк, имеет отрицательный заряд величиной в 1/3 заряда электрона. Отсюда получаем, что заряд всей частицы – положительный, а по величине равен заряду электрона или протона. Об этом и говорит знак + в обозначении Σb(6097)+.

Вторая надёжно открытая частица была обозначена Σb(6097)- . Как нетрудно догадаться, она примерно равна предыдущей по массе и точно равна по заряду, только заряд у неё отрицательный, и она также содержит b-кварк. Говоря точнее, её кварковый состав – bdd.

Уникальная установка позволяет проверять построения, давно выполненные теоретиками.

Напомним, что надёжность обнаружения частицы измеряется в сигмах. Эта величина определяет вероятность того, что результат является просто случайной комбинацией шумов. Золотым стандартом открытия является надёжность в пять сигм: тогда вероятность такого неприятного совпадения столь мала, что ею можно пренебречь. Для двух открытых частиц этот порог остался позади с большим запасом: надёжность их обнаружения составила 12,7 и 12,6 сигмы, соответственно.

Обе частицы были давно предсказаны теоретиками, но регистрируются они впервые. Физики надеются, что их изучение поможет лучше понять природу сильного взаимодействия, которое, в частности, удерживает протоны в ядре, не давая им разлететься из-за электростатического отталкивания. Именно благодаря этой скрепляющей ядра силе существуют химические элементы сложнее водорода, в том числе и те, из которых состоим мы сами.

Третья частица, существование которой пока под вопросом, получила обозначение Zc-(4100). Она состоит из двух кварков и двух антикварков, включая тяжёлый c-кварк. Надёжность её обнаружения превысила три сигмы, но "не дотянула" до пяти. Будущие эксперименты помогут подтвердить или опровергнуть открытие этой частицы, также давно предсказанной теоретиками.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об открытии на БАК "неуловимого" распада бозона Хиггса и возможных следах новой физики.