Гарний експеримент. Великий адронний колайдер виявив одразу три раніше невідомі частинки

7 липня, 20:03
Пара нових тетракварків (Фото:CERN)

Пара нових тетракварків (Фото:CERN)

Великий адронний колайдер розпочав роботу лише кілька днів тому, а фізики вже виявили три досі небачені комбінації кварків — пентакварк і першу у світі пару тетракварків, один із яких також став зовсім новим для науки.

Кварки — це складові частинки матерії. Вони разом з електронами формують будь-яку навколишню матерію — починаючи від чашок і закінчуючи зірками. Вони бувають шести видів, або, як вчені їх називають, ароматів: верхні, нижні, зачаровані, дивні, справжні та гарні. Всі вони мають однакові особливості та відрізняються один від одного виключно масою.

Відео дня

Зазвичай вони об'єднуються в групу по два-три кварки, утворюючи адрони: нейтрони та протони. Існують також чотири- і навіть п’ятикваркові частинки — тетракварки та пентакварки. Їх вчені почали виявляти відносно недавно, і один із експериментів, у межах якого відбувалися ці відкриття, — це LHCb.

LHCb (Large Hadron Collider beauty) — один із семи експериментів фізики елементарних частинок, який проводять на Великому адронному колайдері.

Його головне завдання — дослідити природу, а також пояснити дисбаланс між матерією та антиматерією у Всесвіті. Вважається, що після Великого вибуху у Всесвіті була рівна кількість матерії та антиматерії. Теоретично це означає, що весь світ мав анігілювати, залишивши після себе порожнечу. Проте Всесвіт існує і складається з матерії — відповідно, антиматерія кудись мала зникнути.

Більшість тетра- і пентакварків, відкритих за останні два десятиліття, містять зачарований антикварк, а решта кварків — нижній, верхній або дивний кварк/антикварк. Однак за останні кілька років вчені все частіше виявляють нові види екзотичних адронів: наприклад, таких, що складаються з двох зачарованих кварків і двох зачарованих антикварків. У новому дослідженні фізики відкрили три нові екзотичні частинки: пентакварк і першу в історії пару тетракварків.

Пентакварк виявили під час аналізу розпаду субатомної частинки під назвою В-мезон. Він складається із зачарованого кварка, зачарованого антикварка, верхнього, нижнього та дивного кварків. Це перший пентакварк, до складу якого входить дивний кварк.

Ілюстрація пентакварка (Фото: CERN)
Ілюстрація пентакварка / Фото: CERN

Друга відкрита частинка — це «подвійний електрично заряджений тетракварк», що складається з зачарованого кварка, дивного антикварка, верхнього і нижнього антикварків. Його вчені виявили разом із його нейтральним аналогом — тобто тим, що не несе в собі електричного заряду. Це перша пара тетракварків, коли-небудь виявлена фізиками.

«Чим більше аналізів ми проводимо, тим більше видів екзотичних адронів знаходимо. Ми є частиною періоду відкриттів, подібного до 1950-х років, коли вчені виявили «зоопарк частинок» адронів… Ми створюємо «зоопарк частинок 2.0», — каже Нільс Тюнінг, один з координаторів експерименту LHCb.

Вчені впевнені — відкриття таких нових частинок рано чи пізно дасть нам можливість розкрити таємницю Всесвіту. Згодом дослідники розраховують створити єдину модель екзотичних адронів, адже фізики досі не одностайні в думці, як саме вони з’явилися. Одні гіпотези припускають, що подібні складні структури з’являються через те, що окремі кварки зв’язуються в єдину структуру; інші моделі розглядають їх як пари стандартних адронів, що слабко пов’язані в молекулярно-подібну структуру.

Показати ще новини
Радіо НВ
X