RW Space

Физики говорят, что нашли доказательства в данных Большого адронного коллайдера в Европе для трех невиданных ранее комбинаций кварков, как раз в тот момент, когда крупнейший в мире ускоритель частиц начинает новый раунд высокоэнергетических экспериментов.

Три экзотических типа частиц, которые включают две комбинации четырех кварков, известные как тетракварки, плюс единица из пяти кварков, называемая пентакварком, полностью согласуются со Стандартной моделью, теорией, созданной десятилетиями и описывающей структуру атомов.

Напротив, ученые надеются, что нынешний запуск БАК откроет доказательства физики, выходящей за рамки Стандартной модели, для объяснения природы загадочных явлений, таких как темная материя. Такие доказательства могут указывать на новые массивы субатомных частиц или даже дополнительные измерения в нашей Вселенной.

БАК был закрыт на три года, чтобы модернизировать его системы для работы с беспрецедентными уровнями энергии. Это отключение закончилось в апреле, и с тех пор ученые и инженеры исследовательского центра ЦЕРН на франко-швейцарской границе готовятся к сегодняшнему возобновлению научной деятельности.

Центр управления ЦЕРН гудел, когда БАК начался третий цикл сбора и анализа данных.

«Сейчас волшебный момент», — сказала генеральный директор ЦЕРН Фабиола Джанотти во время сегодняшней веб-трансляции. «У нас только что были столкновения с беспрецедентной энергией, 13,6 тераэлектронвольт, и это открывает новую эру исследований в ЦЕРН».

Джанотти сказал, что ученые БАК рассчитывают собрать столько же данных во время этого третьего запуска, сколько они собирались в течение 13 лет во время двух предыдущих запусков коллайдера. «Это, конечно, расширит наши возможности для открытий или понимания фундаментальных законов Вселенной», — сказала она.

27-километровое (17-мильное) кольцо сверхпроводящих магнитов и его детекторы частиц должны работать круглосуточно в течение почти четырех лет во время запуска 3.

Сегодняшнее начало запуска приходится на 10 лет и день после того, как физики LHC объявили о своем крупнейшем на сегодняшний день открытии: доказательства для существования бозона Хиггса, субатомной частицы, которая помогает объяснить феномен массы.

Три новых типа субатомных частиц, описанные сегодня во время семинара CERN, не совсем открытия уровня Хиггса. Но они предполагают, что БАК находится на пути к обнаружению еще большего количества ранее невиданных строительных блоков Вселенной.

Большой адронный коллайдер сталкивает протоны друг с другом на скоростях, близких к скорости света, для изучения комбинаций кварки, известные как адроны.

«Чем больше анализов мы проводим, тем больше видов экзотических адронов мы находим», — сказал в пресс-релизе Нильс Тюнинг, координатор по физике детектора коллайдера LHCb.

p>

«Мы наблюдаем период открытий, подобный 1950-м годам, когда начали открывать «зоопарк частиц» адронов, что в конечном итоге привело к кварковой модели обычных адронов в 1960-х годах. Zoo 2.0’».

Представитель LHCb Крис Паркс сказал, что изучение новых комбинаций кварков «поможет теоретикам разработать единую модель экзотических адронов, точная природа которых в значительной степени неизвестна».

>Большинство адронов не такие экзотические. Протоны и нейтроны, например, состоят из трех связанных вместе кварков. (На самом деле слово «кварк» восходит к строке из Поминок по Финнегану Джеймса Джойса: «Три кварка для Марка Мастера!»). Пионы представляют собой комбинации двух кварков.

Четырех- и пятикварковые комбинации встречаются гораздо реже, и считается, что они существуют всего мгновение перед тем, как распасться на разные типы частиц.

Кварки бывают шести разных «вкусов»: вверх и вниз, сверху и снизу, очарование и странность.

Команда LHCb проанализировала распады отрицательно заряженных B-мезонов и увидела доказательства существования пентакварка, состоящего из очарованного кварка и очарованного антикварка, а также вверх, вниз и странный кварк. Это первый известный пентакварк, содержащий странный кварк.

Два недавно идентифицированных тетракварка включают комбинацию четырех кварков с двойным электрическим зарядом: очарованный кварк, странный антикварк, верхний кварк и нижний кварк. антикварк.

Этот тетракварк был обнаружен в сочетании со своим нейтральным аналогом, который имеет очарованный кварк, странный антикварк, верхний антикварк и нижний кварк. ЦЕРН сообщает, что это первый раз, когда пара тетракварков наблюдалась вместе.

Некоторые теоретические модели представляют экзотические адроны как отдельные блоки тесно связанных кварков. Другие рассматривают их как пары стандартных адронов, которые слабо связаны друг с другом, подобно тому, как атомы связаны друг с другом, образуя молекулы.

«Только время и дополнительные исследования экзотических адронов покажут, являются ли эти частицы одним целым. , другой или оба», — говорится в ЦЕРНе.

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.