В результаті розпаду протона в кільці колайдера утворилася частка, яка раніше не спостерігалася

Детектор LHCb Великого адронного коллайдера зареєстрував нову фундаментальну частку, що складається з двох зачарованих кварків і одного верхнього кварка. Маса нововідкритій частки - 3621 мегаелектронвольт; це майже вчетверо більше за масу протона; така велика маса обумовлена ​​присутністю двох зачарованих кварків (маса кожного становить 1275 МеВ).

Нововідкрита частка належить до сімейства баріонів - часток, що складаються з трьох кварків. Найвідоміші представники цього сімейства - протони і нейтрони, з яких складаються ядра атомів. Протони складаються з двох верхніх кварків і одного нижнього, нейтрони - з двох нижніх і одного верхнього. Крім нижніх (d) і верхніх (u) (легких) кварків, Стандартна модель описує ще чотири типи важких - дивний (s), зачарований (с), чарівний (b) і топ-кварк (t). Теоретично можливі баріони з самих різних комбінацій кварків. Найбільш стійки баріони - протони і нейтрони - складаються з найлегших кварків; частинки, до складу яких входять важкі кварки, живуть дуже недовго, а виникають рідко, тому, хоча всі вони давно передбачені теоретиками, довести їх існування вдається не завжди - як і у випадку з новим, «двічі зачарованим» кварком.

Спостерігати новий важкий баріон вдалося завдяки збільшенню продуктивності коллайдера; в кінці червня фізикам ВАК вдалося помістити в кільце рекордну кількість згустків протонів на зустрічних пучках і отримати рекордну кількість зіткнень часток; аналізуючи результати зіткнень, вчені змогли виявити рідкісні випадки розпаду протонів. В одному з таких випадків в результаті зіткнення протонів виник новий баріон, який потім розпався на лямбда-баріон і три різних мезона.

Новий, важкий баріон може стати відмінним інструментом дослідження властивостей сильної взаємодії - одного з чотирьох фундаментальних взаємодій, яке забезпечує взаємне тяжіння кварків в частках складених із них і за тяжіння протонів і нейтронів в атомних ядрах.

Міжнародна група фізиків, що працює над експериментом LHCb, розповіла про відкриття на конференції Європейського фізичного товариства з фізики високих енергій. Дослідження буде опубліковано в журналі Physical Review Letters; коротко про нього розповідає прес-реліз на сайті CERN.