Адронният колайдер в ЦЕРН откри красива нова частица

Огромният адронен колайдер отново направи онова, което прави най-добре – сблъсква частици материя и в касапницата засича нови частици.

Този път физиците са се натъкнали на истински чаровник. Частицата е 10 пъти по-тежка от протона и може да помогне за разгадаването на мистерията какво не позволява на този вид материя да се разпадне.

Виждали сме много нови интересни частици, открити при сътрудничеството на Огромния адронен колайдер в ЦЕРН с "красавицата" (LHCb), която е малката сестра на експериментите ATLAS и CMS, благодарение на които преди няколко години учените откриха хигс бозона.

При всички експерименти, провеждани в колайдерите на ЦЕРН, материята се ускорява, след което бързо се спира. Причинения прилив на енергия създава поток от частици с различни способности, повечето от които са ни напълно познати.

Повтарянето на тези експерименти отново и отново и правенето на различни изчисления, свързани с размерите и поведението на частиците, които си взаимодействат една с друга, могат понякога да предложат и нещо различно.

Сега вече можем официално да добавим един нов вид барион към зоологическата градина на частиците. Освен това неговото съществуване е предсказано, преди да бъде видян.

Двата бариона, които вие несъмнено познавате, са онези, които изграждат ядрото на атома – протонът и неутронът.

Барионите в действителност представляват група от три по-малки частици, наречени кварки, които са елементарни частици – което означава, че не са съставени от по-малки от тях частици.

Кварките биват шест вида и носят странни имена – горен кварк, долен кварк, чаровен кварк, странен кварк, върховен кварк, дънен кварк. Различните комбинации от тези кварки дават различни бозони. Настоящите модели предричат, че има няколко начина, по които кварките могат да се обединяват в бариони, някои от които са по-често случващи се от други.

Протоните се състоят от два горни и един долен кварк, докато неутроните притежават два долни и един горен кварк. Тези кварки се прикрепят един към друг под въздействието на т. нар. силно ядрено взаимодействие, което се създава от разменящи се частици, наречени глуони.

Този нов барион – създаден при обединяването на два чаровни и един горен кварк – получава не толкова претенциозното име Xi cc++.

Кварките имат различна маса, като чаровните са най-големи. Това отпраща този барион в по-тежката лига, което е добра новина за физиката на частиците.

"Откриването на двойно по-тежък кварков барион представлява голям интерес и това ще ние предостави уникален инструмент за по-нататъшни изследвания на квантовата хромодинамика, теорията, която описва силното взаимодействие, една от четирите фундаментални сили," казва Джовани Пасалева, говорителят на LHCb.

Наблюдаването на начина, по който тази частица се държи цяла, без да се разпада, сравнено с предсказанията, направени от сегашните модели, ще помогне на учените да разклатят теориите.

Тъй като Xi cc++ е изграден от два тежки кварка, неговата структура ще е различна от тази на протоните и неутроните.

"За разлика от барионите, при които трита кварка изпълняват сложен танц един около друг, двойно по-тежкия барион се очаква да се държи като планетарна система, в която двата тежки кварка ще играят ролята на тежки звезди, обикалящи една около друга, а по-лекия кварк ще орбитира около тази бинарна система," казва бившият говорител на проекта Гай Уилкинсън.

Ако се чудите къде се е криел този барион през цялото време, подобно на много частици, той не съществува достатъчно дълго. Той не е наблюдаван пряко, а е разпознат спрямо частиците, на които се е разпаднал.

Експериментът LHCb е шампион в разпознаването на тези видове бързо разпадащи се продукти, както и в създаването на тежки кварки.

Откритието притежава висока статистическа значимост, оценена със 7 сигма. Физиците вадят шампанското при 5 сигма, което означава, че светът трябва да бъде наистина горд за създаването и забелязването на Xi cc++.

източник: sciencealert.com

по статията работи: Величка Мартинова