Jeden z detektorů Large Hadron Collider objevil novou částici, skládající se ze čtyř kouzelných kvarků. Fyzici věří, že toto je první zástupce nepopsané třídy částic.
(Dolní pravý) dvojrozměrné rozdělení kandidátů di-J / ψ a jeho projekce na (dole vlevo) M (1) μμ a (horní) M (2) μμ. Jsou přítomny čtyři komponenty, protože každá projekce se skládá z kandidátů signálu J / ψJ / background na pozadí. Štítky J / ψ1, 2 a bkg1,2 představují v tomto pořadí příspěvky signálu a pozadí k distribuci M (1), (2) μμ.
Spolupráce LHCb (Large Hadron Collider Beauty Experiment) našla nový typ čtyřkvarkové částice, která ještě nikdy nebyla vidět. Objev byl představen na nedávném semináři v CERNu a je také popsán v článku o webu předtisku arXiv. Tento objev pomůže vědcům pochopit kvarky - základní částice standardního modelu vesmíru.
Obvykle se scházejí ve skupinách po dvou (kvark - antikvark) nebo po třech za vzniku protonů a neutronů. Větší částice jsou považovány za exotické, ale vědci již dlouho předpokládali, že se mohou skládat ze čtyř nebo pěti kvarků (tzv. Tetraquarků a pentaquarků). V posledních letech existenci takových hadronů potvrdily experimenty na Large Hadron Collider (LHC). Jsou ideální pro studium silné jaderné síly, jedné ze čtyř základních sil ve vesmíru, které spojují protony, neutrony a atomová jádra dohromady.
"Částice, kterou jsme právě objevili, je první, která se skládá z těžkých kvarků stejného typu: dva kouzelné kvarky a antikvarky," říká mluvčí LHCb Giovanni Passaleva. "Až dosud LHCb a další experimenty zaznamenaly pouze tetraquark s maximem dvou těžkých kvarků a žádný z nich neměl více než dva kvarky stejného typu."
Chcete-li hledat nové tetraquarks T cccc se LHCb tým vypočítá jejich možnou hmotnost a studoval údaje získané na detektoru během období první a druhé startech LHC v letech 2009-2013 a 2015-2018. V rozsahu 6900 a 6400-6600 megaelektronvoltů našla dva přepětí energie. Ve snaze popsat získané výsledky vědci našli více než pět směrodatných odchylek v rozmezí 6200-7400 megaelektronvoltů. To stačí k ohlášení objevu nové částice. Tyto skoky navíc odpovídají hmotnosti Tcccc. "Tato částice je jedinečná - exotický hadron obsahující čtyři kvarky místo dvou nebo tří v obyčejných částicích hmoty a první obsahující těžké kvarky," říkají vědci.
Zatím není jasné, zda je nová částice „skutečným tetraquarkem“, tj. Systémem pevně vázaných čtyř kvarků, nebo zda se skládá ze dvou obyčejných párů. V každém případě nová částice pomůže teoretikům testovat modely kvantové chromodynamiky, která popisuje silnou interakci částic. Autoři hodlají pokračovat ve výzkumu i při třetím spuštění LHCb v březnu 2021.