На Большом адронном коллайдере обнаружены доказательства существования трех невиданных ранее частиц

Физики говорят, что нашли в данных Большого адронного коллайдера (БАК) в Европе свидетельства существования трех невиданных ранее комбинаций кварков, как раз в тот момент, когда крупнейший в мире ускоритель частиц начинает новый раунд экспериментов с высокими энергиями.

Три экзотических типа частиц, которые включают в себя две комбинации из четырех кварков, известные как тетракварки, плюс единица из пяти кварков, называемая пентакварком, полностью согласуются со Стандартной моделью, теорией, которая существует уже несколько десятков лет и описывает структуру атомов. Исследование опубликовано в Universe Today.

Напротив, ученые надеются, что нынешний запуск БАК предоставит доказательства того, что физика выходит за рамки Стандартной модели и объясняет природу загадочных явлений, таких как темная материя. Такие свидетельства могут указывать на новые массивы субатомных частиц или даже на дополнительные измерения в нашей Вселенной.

БАК был остановлен на три года, чтобы модернизировать его системы, чтобы они могли работать с беспрецедентными уровнями энергии. Это отключение закончилось в апреле , и с тех пор ученые и инженеры исследовательского центра CERN на франко-швейцарской границе готовятся к сегодняшнему возобновлению научной деятельности.

Центр управления CERN гудел, когда LHC начал свой третий запуск сбора и анализа данных.

«Сейчас волшебный момент», — сказала генеральный директор ЦЕРН Фабиола Джанотти во время сегодняшней веб-трансляции . «У нас только что были столкновения с беспрецедентной энергией, 13,6 тераэлектронвольт, и это открывает новую эру исследований в ЦЕРНе».

Джанотти сказал, что ученые LHC рассчитывают собрать столько же данных во время этого третьего запуска, сколько они собрали в течение 13 лет во время предыдущих двух запусков коллайдера. «Это, конечно, увеличит наши возможности для открытий или для понимания фундаментальных законов Вселенной», — сказала она.

27-километровое (17-мильное) кольцо из сверхпроводящих магнитов и его детекторы частиц должны работать круглосуточно в течение почти четырех лет во время запуска 3.

Сегодняшнее начало пробега приходится на 10 лет и на следующий день после того, как физики LHC объявили о своем крупнейшем на сегодняшний день открытии: доказательстве существования бозона Хиггса , субатомной частицы, которая помогает объяснить явление массы.

Три новых типа субатомных частиц, описанные сегодня на семинаре в ЦЕРН , не совсем открытия уровня Хиггса. Но они предполагают, что LHC находится на пути к обнаружению еще большего количества ранее невиданных строительных блоков Вселенной.

Большой адронный коллайдер сталкивает протоны со скоростями, близкими к скорости света, для изучения комбинаций кварков, известных как адроны .

«Чем больше анализов мы проводим, тем больше видов экзотических адронов мы находим», — сказал в пресс-релизе Нильс Тюнинг, координатор по физике детектора коллайдера LHCb .

«Мы наблюдаем период открытий, подобный 1950-м годам, когда начали открывать «зоопарк частиц» адронов, что в конечном итоге привело к кварковой модели обычных адронов в 1960-х годах. Мы создаем «зоопарк частиц 2.0».

Представитель LHCb Крис Паркс сказал, что изучение новых комбинаций кварков «поможет теоретикам разработать единую модель экзотических адронов, точная природа которых в значительной степени неизвестна».

Кварки бывают шести разных «ароматов»: up and down, top and bottom, charm и strange.

Команда LHCb проанализировала распады отрицательно заряженных B-мезонов и увидела доказательства существования пентакварка, состоящего из очарованного кварка и очарованного антикварка, а также верхнего, нижнего и странного кварков. Это первый известный пентакварк, в состав которого входит странный кварк.

Два недавно идентифицированных тетракварка включают комбинацию четырех кварков с двойным электрическим зарядом: очарованный кварк, странный антикварк, верхний кварк и нижний антикварк.

Этот тетракварк был обнаружен в сочетании с его нейтральным аналогом, который имеет очарованный кварк, странный антикварк, верхний антикварк и нижний кварк. ЦЕРН сообщает, что это первый раз, когда пара тетракварков наблюдалась вместе.

Некоторые теоретические модели представляют экзотические адроны как отдельные блоки тесно связанных кварков. Другие рассматривают их как пары стандартных адронов, которые слабо связаны друг с другом, подобно тому, как атомы связаны друг с другом, образуя молекулы.

«Только время и дальнейшие исследования экзотических адронов покажут, являются ли эти частицы одним, другим или обоими», — говорят в ЦЕРНе.

Фото: ЦЕРН