Открыт первый дважды очарованный барион

Физики кoллaбoрaции LHCb Бoльшoгo aдрoннoгo кoллaйдeрa сooбщили oб oткрытии пeрвoгo двaжды oчaрoвaннoгo бaриoнa   — Ξcc++. Oнa сoстoит из двуx тяжeлыx oчaрoвaнныx квaркoв и oднoгo верхнего. Даром что существование таких объектов было предсказано кварковой теорией, обнаружить частицу посчастливилось лишь после долгих лет поисков. Об этом ученые рассказали возьми конференции EPS по физике высоких энергий, которая началась на прошлой неделе в Венеции, вкратце об этом сообщает пресс-релиз   CERN.

Согласно кварковой модели строения материи, все адроны состоят из двух (мезоны), трех (барионы) или больше кварков   — фундаментальных частиц Стандартной модели. Кварки бывают шести типов или сортов, отличающихся побратанец от друга по массе: верхний (u), нижний (d), странный (s), очарованный ©, прелестный (b) и топ-кварк (t). Самые дыхалка кварки в виде троек (uud) и (udd) формируют, соответственно, протоны и нейтроны. Более тяжелые кварки равным образом образуют барионы, но они обладают гораздо меньшим временем   жизни.

Исследуя подобные тяжелые барионы физики получают информацию о томище, как устроено сильно взаимодействие, связывающее кварки в единую частицу. Ученые сравнивают предсказания современных теорий с экспериментальными данными   — каждая новая малая толика позволяет провести новую серию проверок. Так можно найти расхождения посередке теорией и реальностью, а каждое такое отклонение может стать шагом к новой физической теории, скорее объясняющей окружающий   мир.

Особый интерес физиков вызывают барионы, содержащие в своем составе тяжелые кварки. Более чем достаточно очарованного, прелестного и топ-кварков превышает массу протона (от 1,2   прежде 175   раз) и известные барионы имеют в своем составе не более одной экий частицы (топ-кварк вовсе не образует адронов). Тем не в меньшей мере кварковая модель допускает барионы с двумя и даже тремя очарованными кварками.

Количество событий рождения двух пионов, каона и очарованного лямбда-бариона с заданной суммарной энергией. CERN. Доверить

В новой работе физики из LHCb показали, что дважды очарованный барион рождается в протон-протонных столкновениях в Большом адронном коллайдере. Авторы исследовали события в которых после столкновения протонов образовывались неуд пиона, каон и очарованный лямбда-барион   — π+, K−, Λ+c . В диаграмме суммарной энергии рожденных частиц ученые нашли апогей с большой локальной значимостью (около 12   сигма), который соответствует некоторой частице, распавшейся получай перечисленные осколки. Кварковый состав и энергии соответствуют искомому дважды очарованному кси-бариону. Подгребки частицы нашлись как в данных Run 1 (на энергии столкновений 7   тераэлектронвольт), в такой степени и в Run 2 (13   тераэлектронвольт).

В 2002   году об открытии дважды очарованного бариона заявляла коллаборация SELEX («Фермилаб»), вместе с тем по данным ученых частица обладала свойствами, сильно отличающимися то предсказанной теорией. К примеру, симпатия рождалась гораздо большими темпами, чем однократно очарованный лямбда-барион и обладала получи и распишись порядок меньшим временем жизни. Подтвердить частицу с такой энергией на других ускорительных экспериментах невыгодный удалось. Барион, найденный LHCb, отличается от бариона SELEX массой   — некто легче примерно на десятую массы протона. Физики отмечают, что такая своп не может возникнуть между частицами с одинаковым кварковым составом. А значит, вероятно, SELEX обнаружили объект пробы) от дважды очарованного кси-бариона.

Известны мезоны, состоящие из очарованного кварка и антикварка   — J/ψ-мезоны, а и и более тяжелые упсилон-мезоны, состоящие из прелестных кварков и антикварков. История открытия последних оказалась необычной. В 1976   году класс Леона Ледермана (автора книги о бозоне Хиггса «Частица Бога») обнаружила получи и распишись ускорителе в лаборатории Энрико Ферми частицу, напоминающую упсилон-мезон. Вероятность случайного совпадения физики оценивали как бы один случай из 50.   Однако дальнейшая проверка показала, что крохотулька была обычной статистической флуктуацией, после чего физики переименовали ее в «Упс-Леон». Девяносто шестой про упсилон-мезон физики нашли годом   позже.

Подробнее о коллаборации LHCb и ее научных целях дозволительно прочесть в нашем интервью с Гаем Уилкинсоном, бывшим руководителем, и Рольфом Линднером, техническим директором эксперимента,   — «Прелестный кварк летит вперед».

Автор: Владимир Королёв