Большой адронный коллайдер обнаружил сразу три ранее неизвестных частицы

Открытие подобных новых частиц позволит нам раскрыть тайну Вселенной.

Большой адронный коллайдер приступил к работе только два дня назад, а физики уже обнаружили три до сих пор невиданных комбинаций кварков — пентакварк и первую в мире пару тетракварков, один из которых также стал совершенно новым для науки, пишет «Новое время».

Кварки — это составные частицы материи. Они вместе с электронами формируют любую окружающую нас материю — начиная от чашек и заканчивая звездами. Они бывают шести видов, или, как ученые их называют, ароматов: верхние, нижние, очарованные, странные, настоящие и красивые. Все они имеют одинаковые особенности и отличаются друг от друга исключительно массой.

Обычно они объединяются в группу по два-три кварка, образуя адроны: нейтроны и протоны. Существуют также четырех- и даже пятикварковые частицы — тетракварки и пентакварки. Их ученые начали обнаруживать относительно недавно, и один из экспериментов, в рамках которого происходили эти открытия — это LHCb

LHCb (Large Hadron Collider beauty) — один из семи экспериментов физики элементарных частиц, который проводится на Большом адронном коллайдере.

Его главная задача — исследовать природу, а также объяснить дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной. Считается, что после Большого взрыва во Вселенной было равное количество материи и антиматерии. В теории это означает, что весь мир должен был аннигилировать, оставив после себя пустоту. Тем не менее, Вселенная существует и состоит из материи — соответственно, антиматерия куда-то должна была исчезнуть.

Большинство тетра- и пентакварков, открытых за последние два десятилетия, содержат очарованный антикварк, а остальные кварки — это нижний, верхний или странный кварк/антикварк. Однако за последние пару лет ученые все чаще обнаруживают новые виды экзотических адронов: например, состоящих из двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков. В новом исследовании физики открыли три новых экзотических частицы: пентакварк и первую в истории пару тетракварков.

Пентакварк обнаружили при анализе распада субатомной частицы под названием В-мезон. Он состоит из очарованного кварка, очарованного антикварка, верхнего, нижнего и странного кварков. Это первый пентакварк, в состав которого входит странный кварк.

Вторая открытая частица — это «двойной электрически заряженный тетракварк», состоящий из очарованного кварка, странного антикварка, верхнего и нижнего антикварков. Его ученые обнарудили вместе с его нейтральным аналогом — то есть, не несущим в себе электрическгого заряда. Это первая пара тетракварков, когда-либо обнаруженная физиками.

«Чем больше анализов мы проводим, тем больше видов экзотических адронов мы находим. Мы являемся частью периода открытий, подобного 1950-м годам, когда ученые обнаружили «зоопарк частиц» адронов… Мы создаем «зоопарк частиц 2.0», — говорит Нильс Тюнинг, один из координаторов эксперимента LHCb.

Ученые уверены — открытие подобных новых частиц рано или поздно позволит нам раскрыть тайну Вселенной. Со временем исследователи рассчитывают создать единую модель экзотических адронов, ведь физики до сих пор расходятся во мнении, как именно они появились. Одни гипотезы предполагают, что подобные сложные структуры появляются вследствие того, что отдельные кварки связываются в единую структуру; другие модели рассматривают их как пары стандартных адронов, слабо связанных в молекулярно-подобную структуру.