Результаты работы были представлены 5 июля 2022 года на семинаре CERN. Открытие касается нового вида пентакварков и двух тетракварков. Они помогут физикам лучше понять, как кварки связываются вместе в сложные частицы.
Большой адронный коллайдер разгонят до рекордных показателей – старт в прямом эфире
Детали открытия
Кварки представляют собой элементарные и фундаментальные частицы материи. Проще говоря – из них состоит все. Классифицируют их по шести видам: нижний, верхний, странный, очарованный, истинный и красивый. Обычно они объединяются в группы из двух и трех, образуя адроны – например протоны и нейтроны, которые в свою очередь составляют атомные ядра.
В некоторых случаях также могут объединяться по четыре и пять кварков, известные как тетракварки и пентакварки соответственно. Эти экзотические адроны были предсказаны теоретиками примерно 60 лет назад, одновременно с обычными адронами, но лишь сравнительно недавно, за последние 20 лет, они были обнаружены с помощью коллайдера и других экспериментов. Большинство экзотических адронов, открытых за последние два десятилетия, являются тетракварками или пентакварками.
Открытия, объявленные сегодня коллаборацией LHCb, включают в себя новые виды экзотических адронов.
- Первый тип представляет собой пентакварк, состоящий из очарованного кварка и очарованного антикварка, а также верхнего, нижнего и странного кварков. Это первый найденный пентакварк, содержащий странный кварк.
- Второй вид – вдвойне электрически заряженный тетракварк. Он состоит из очарованного кварка, странного антикварка, а также верхнего и нижнего антикварков.
- Наряду с ним обнаружили еще один тетракварк, аналогичный предыдущему, однако он не несет в себе электрического заряда. Заявляют, что это первая пара тетракварков, когда-либо обнаруженная физиками.
Пара тетракварков, обнаруженных учеными / Фото CERN
Чем больше анализов мы проводим, тем больше видов экзотических адронов находим. Мы являемся свидетелями периода открытий, подобного 1950-м годам, когда начали открывать "зоопарк частиц" адронов, что в конечном итоге привело к кварковой модели обычных адронов в 1960-х. Мы создаем "зоопарк частиц 2.0",
– говорит Нильс Тюнинг из команды LHCb.
Некоторые теоретические модели описывают экзотические адроны как отдельные единицы крепко связанных кварков, в то время как другие модели рассматривают их как пары стандартных адронов, связанных в молекулярную структуру. Поэтому поиск новых типов тетракварков и пентакварков, а также измерение их свойств поможет теоретикам разработать единую модель экзотических адронов и понять, являются ли эти частицы одним, другим или обоими.