Специалисты Европейского совета по ядерным исследованиям (CERN) сообщили, что большой адронный коллайдер обнаружил две новые частицы, которых ранее никто не видел. Частицы относятся к семейству барионов. Существование элементов под названиями Xi_b'- и Xi_b*- было предсказано ранее в кварковой модели, но никто их еще не наблюдал опытным путем. Другая частица, связанная с ними, была найдена при помощи большого адронного коллайдера (БАК) в 2012 году. Об открытии сообщает портал Phys.org.
Как известно, элементарные частицы, которые получаются в БАК, состоят из трех кварков, которые связываются вместе с протоном в результате сильного ускорения. Виды кварков различаются. Так, сообщается, что новая частица содержит один кварк типа «beauty» (b), один «strange» (s) и один «down» (d). Благодаря супермассивным b-кваркам частица в шесть раз тяжелее протона. Но частицы — не просто сумма составляющих их элементов. Масса зависит также от того, как части соединены между собой. Каждый кварк имеет атрибут под названием «спин» (spin). В частице Xi_b‘- спин двух разных кварков смотрят в разные стороны, в то время как в Xi_b*- они упорядочены. Из-за этого последняя частица получилась немного тяжелее.
По словам исследователя из ЦЕРНа, Мэтью Чарльза (Matthew Charles), природа в этот раз оказалась благосклонна к физикам и дала «две частицы по цене одной». Дело в том, что частица Xi_b‘- очень близка по весу сумме массы ее составляющих. В том случае, если бы она была немного легче, ученые бы просто ее не заметили во время реакции распада. Благодаря уникальным технологиям, физики смогли отделить очень чистый сигнал от остального фона, сообщает Стивен Бласк (Steven Blusk) из Сиракузского университета в Нью-Йорке (США). Это свидетельствует о невероятной чувствительности и точности детекторов БАК.
Ученые выполнили описание физических параметров частиц, таких как масса, ширина, устойчивость, а также деталей их распада. Результаты совпали с предсказанными ранее методом квантовой хромодинамики свойствами частиц.
Квантовая хромодинамика (КХД) является частью Стандартной модели физики элементарных частиц. Это учение, описывающее фундаментальные частицы материи, их взаимодействие, а также силы, действующие между ними. Метод квантовой хромодинамики является наиболее точным инструментом для описания динамики кварков, разнообразные модели которых трудно поддаются подсчету.
По словам Патрика Коппенбурга (Patrick Koppenburg), специалиста из Национального института ядерной физики и физики высоких энергий (Нидерланды), прежде чем ученые будут двигаться за пределы стандартной модели элементарных частиц к чему-то новому и неожиданному, следует сначала получить ее четкую картину.
В настоящее время адронный коллайдер отдыхает, готовясь к новому запуску весной 2015 г., когда его мощность увеличится практически вдвое. Данное открытие было сделано в результате анализа данных, полученных в 2011–2012 годах.
Ранее портал Научная Россия писал о другой частице, найденной при помощи БАК — бозоне Хиггса и о спорах, ведущихся вокруг этого открытия.
