Физики открыли целое семейство частиц из четырех кварков
РИА Новости. Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, открыли целое семейство из экзотических элементарных частиц, состоящих из четырех кварков, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Так может выглядеть пентакварк в случае плотной упаковки
© CERN / LHCb Collaboration
По современным представлениям, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками.
Протоны, нейтроны и прочие «тяжелые» частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – «обычный» кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.
Как рассказывают ученые, накопленные в последние годы данные на БАК и Тэватроне показывают, что в «супе» из элементарных частиц, которые рождаются во время столкновений ионов и протонов в этих коллайдерах, могут встречаться не только классические мезоны и барионы, состоящие из трех «кирпичиков»-кварков, но и экзотические тетракварки и пентакварки.
Томаш Скварницкий (Tomasz Skwarnicki) из университета Сиракьюз (США) и его коллеги по коллаборации LHCb, открывшие в прошлом году «дьявольскую» частицу пентакварк, обнаружили сразу три новых экзотических частицы, которые состоят из четырех кварков, получившие временные имена X(4274), X(4500) и X(4700). Кроме того, они также подтвердили существование тетракварка X(4140), открытого в 2009 году на Тэватроне.
Все эти частицы были найдены в данных, которые БАК получил в ходе предыдущего цикла работы, когда энергия столкновений частиц составляла 8 ТэВ (тераэлектронвольт), что примерно в два раза меньше текущей мощности БАК. В анализе данных и открытии частиц участвовали в том числе и несколько десятков российских физиков, работающих в коллаборации LHCb.
Детектор LHCb был создан ЦЕРН специально для поиска не вписывающихся в Стандартную модель частиц, слишком тяжелых для того, чтобы искать их напрямую. Работающие на нем физики изучают поведение B-мезонов – необычных частиц, состоящих из b-кварка и какой-либо другой элементарной частицы.
За последний год сразу несколько групп ученых, изучавших распад В-мезонов, нашли множество намеков на то, что этот процесс не всегда можно описать при помощи Стандартной модели.
Так, открытые на LHCb частицы и их «кузен» X(4140), в отличие от пока не подтвержденного «радужного» тетракварка с Тэватрона, состоят не из четырех, а из двух типов кварков – двух прелестных (b) и двух странных (s) кварков. Подобное сочетание задает крайне странные свойства этой частицы и необычный характер ее распада, которые ученые до сих пор не могут объяснить.
По словам Скварницкого, большое количество подобных тетракварков на БАК – ученым удалось зафиксировать почти 560 распадов X(4140) – помогло коллаборации LHCb доказать, что данная частица и три ее «кузена» действительно являются тетракварками, а не своеобразными «молекулами» из двух мезонов или протона и кварка, как считают некоторые физики-теоретики.
С другой стороны, физики пока не уверены, являются ли три других частицы полностью самостоятельными структурами или проявлениями взаимодействий других, уже изученных или пока неизвестных частиц.
«Это может быть как квартет совершенно новых для нас частиц или результат сложных взаимодействий между уже известными частицами, которые просто меняют свои личины. Какой бы ни была их природа, подтверждение и объяснение их существования перевернет то, как мы смотрим на субатомную Вселенную», — заключает Скварницкий.
Источник: РИА Новости
