Фізики підтвердили існування нової субатомної частинки, типу баріону, що містить два «зачаровані» кварки разом із «нижнім» кварком. Це відкриття, зроблене на Великому адронному колайдері (БАК) у Женеві, Швейцарія, розширює наше розуміння фундаментальних будівельних блоків матерії та сил, які керують ними.
Будівельні блоки матерії
Атоми складаються з протонів і нейтронів, які, у свою чергу, складаються з ще дрібніших частинок, які називаються кварками. Існує шість «ароматів» кварків: верхній, нижній, зачарований, дивний, нижній та верхній. Більш важкі кварки, такі як зачарований, зустрічаються набагато рідше у повсякденній матерії, але мають вирішальне значення для розуміння сильної ядерної взаємодії.
Що робить цю частинку унікальною?
Нововідкрита частка – двічі зачарований баріон, тобто вона містить два зачаровані кварки замість звичайних верхніх кварків, що містяться в протонах. Ця заміна значно збільшує її масу приблизно в чотири рази більше, ніж у протона. Частка, позначена як баріон, складається з трьох кварків, класифікуючи її як адрон, більша родина частинок, що складаються з кварків.
Експеримент LHCb, один із дев’яти детекторів на ВАК, виявив нову частинку під час високоенергетичних зіткнень протонів. Коли протони зіштовхуються зі швидкістю понад 99% швидкості світла, їх енергія перетворюється на нові частки, які швидко розпадаються більш легкі форми. Це відкриття знаменує собою 80-й адрон, що спостерігається на ВАК з початку експериментів.
Чому це важливо: сильна взаємодія
Виявлення цих екзотичних частинок допомагає фізикам досліджувати сильну взаємодію, найпотужнішу, але найменш зрозумілу фундаментальну силу у природі. Ця сила пов’язує кварки всередині адронів, та її розуміння потребує розкриття складнощів квантової хромодинаміки (КХД).
«Виявлення таких частинок допомагає фізикам дізнатися більше про сильну взаємодію, найпотужнішу силу в природі, яка пов’язує адрони разом».
Нововідкритий баріон – тільки другий, що спостерігається з двома важкими кварками. Попередній, виявлений у 2017 році, містив два зачаровані кварки та один верхній кварк. Нова частка ще менш стабільна, розпадаючись у шість разів швидше. Цей короткий термін життя ускладнює виявлення, але вони надають важливі дані роботи сильної взаємодії.
Про відкриття було оголошено на конференції з фізики частинок Moriond в Італії, що підкреслює продовження досягнень у фізиці високих енергій і нашу здатність досліджувати найглибші таємниці Всесвіту.
Ці дослідження необхідні для перевірки Стандартної моделі фізики частинок та уточнення нашого розуміння того, як маса та інші властивості виникають у складових частках, таких як баріони. Оновлення ВАК у 2023 році вже дали цю нову частинку, що натякає на подальші відкриття у майбутньому.
