В ЦЕРН впервые обнаружили экзотическую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в репозитории препринтов arXiv.org.
Команда ученых воспользовалась новым методом поиска аномалий, которые в физике частиц называют «бампами» (англ. bump), на фоне других зафиксированных продуктов столкновения (событий) пучков протонов, разогнанных в Большом адронном коллайдере до энергии 13 тераэлектронвтольт. Исследователи просмотрели данные, полученные в период 2009-2013 и 2015-2018 годы на детекторе LHCb, и обнаружили «бамп» в распределении масс частиц (J/ψ-мезонов), состоящих из очарованного кварка и очарованного антикварка. Наблюдение было сделано с уровнем достоверности более пяти сигма (пяти стандартных отклонений), что позволяет ученым говорить о существовании новой, ранее не известной частицы.
«Бамп» соответствует резонансу (короткоживущей частице) с диапазоном масс 6,2-7,4 ГэВ/с
(гигаэлектронвольт на скорость света в квадрате), который, согласно прогнозам, соответствует частице, состоящей из двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков, то есть она относится к тетракваркам. Пока не ясно, является ли новая частица настоящим тетракварком, то есть системой тесно связанных друг с другом частиц, или «адронной молекулой» — двумя тесно взаимодействующими мезонами, то есть частицами, состоящими из пары кварк-антикварк.
LHCb — один из четырех основных детекторов, установленных на Большом адронном коллайдере и предназначенных для поиска аномалий во взаимодействиях состоящих из кварков частиц. Основная цель эксперимента состоит в открытии Новой физики, лежащей за пределами Стандартной модели, описывающей взаимодействие всех известных элементарных частиц.