Физики из Цюрихского университета обнаружили с помощью Большого адронного коллайдера (БАК) ранее неизвестную частицу, состоящую из трех кварков. Ими был обнаружен новый барион, известный как Xi_b^*. Это открытие подтверждает фундаментальные физические допущения относительно взаимодействия барионов.
В физике частиц, барионы — это частицы, состоящие из трех кварков. Всего существует шесть разновидностей кварков, отличающихся друг от друга по массе и заряду. Два самых легких кварка, так называемые «верхний» и «нижний» кварки, образуют два компонента атома: протоны и нейтроны. На данный момент известны все барионы, состоящие из трех самых легких кварков («нижний», «верхний» и «странный» кварки). Но пока были обнаружены всего несколько барионов, состоящие из тяжелых кварков. Они могут быть созданы искусственно в ускорителях частиц, поскольку являются тяжелыми и очень нестабильными.
Сталкивая протоны в БАК (ЦЕРН), физики Клод Эмслер, Винсенцо Чиочиа и Эрнест Агвило из Института физики в Цюрихе, обнаружили барион с одним легким и двумя тяжелыми кварками. Частица Xi_b^*, состоит из одного «верхнего», одного «странного» и одного «прелестного» кварка (ВСП). Она электрически нейтральна и имеет спин 3/2 (1.5). По массе она сопоставима с атомом лития. Таким образом, был открыт второй из трех барионов композиции ВСП, которые предсказывались теорией.
Эта новая частица не может быть обнаружена напрямую, поскольку является слишком нестабильной для датчиков. Но поскольку известен набор продуктов ее распада, то именно присутствие этих продуктов выдало новую частицу. Эрнест Агвило идентифицировал следы данных продуктов распада и смог реконструировать каскад распада, начинающийся с распада Xi_b^*.
Эти расчеты основаны на данных от протон-протонных столкновений с суммарной энергией 7 тераэлектронвольт (ТэВ), собранные детектором CMS в период с апреля по ноябрь 2011. В общей сложности было зафиксировано 21 распад бариона Xi_b^* — этого достаточно, чтобы отвергнуть возможность статистической погрешности.
Это открытие новой частицы подтверждает теорию взаимодействия кварков и позволяет глубже понять сильное взаимодействие, одно из четырех базовых сил физики, которые определяют структуру материи.
Читайте также: Новости России и мира.