23 марта 2019, Суббота, 09:23
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Неописанная частица

Участники коллаборации LHCb на БАКе
Участники коллаборации LHCb на БАКе

9 апреля 2014 года коллаборация эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере подтвердила существование экзотического адрона Z(4430) – новой частицы, не описываемой традиционной кварковой моделью. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. 

Как известно, все мы, и все вещества вокруг нас, состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из ядер в виде склеенных сильным притяжением протонов и нейтронов и витающих вокруг них электронов. Протоны и нейтроны образованы еще более мелкими частицами – кварками. 

Ранее теоретически и экспериментально было показано, что существует только шесть типов кварков, и каждому кварку соответствует античастица – антикварк. В рамках стандартной кварковой модели считалось, что эти кварки образуют другие частицы, состоящие либо из 2, либо 3 частиц. Частицы из трех кварков получили название барионы, примерами барионов являются хорошо нам известные протоны и нейтроны. В свою очередь, частицы из 2 кварков, а именно одного кварка и одного антикварка, называются мезонами. Примерами мезонов являются пионы (π-мезоны) и каоны (К-мезоны). 

Частицы, состоящие из кварков, называются адронами. Как отмечал в 2008 году российский физик Дмитрий Дьяконов в своей статье про БАК: «Слово «адрон» (от греческого «сильный») было придумано и введено в мировой обиход академиком Львом Борисовичем Окунем; оно обозначает сильновзаимодействующие элементарные частицы – протон, нейтрон и многие другие нестабильные частицы, а в широком смысле также и ядра»

Главным автором ставшей уже традиционной кварковой модели был американский физик, лауреат Нобелевской премии Гелл-Манн (Gell-Mann, 1964). В понимании, что все адроны состоят из 2 или 3 кварков, эта модель пребывала до 2003 года. 

В 2003 году коллаборация Belle (the Belle Collaboration) обнаружила признаки того, что адрон может состоять и из четырех кварков. За последние годы физики нашли и несколько других частиц, которые получили название экзотических. Эти частицы часто содержали либо очарованный с-кварк и такой же антикварк, или b-кварк и его античастицу (b – от слова beauty(bottom)). Весной 2013 года международная корпорация BESIII, работающая на Пекинском электрон-позитронном коллайдере, сообщила о наблюдении экзотического адрона Z(3900). 

В 2008 году признаки существования адрона Z(4430) обнаружила корпорация Belle в Японии. Большую роль в обнаружение Z-адрона и измерение его квантовых чисел внесли тогда физики-экспериментаторы из ИТЭФ, группа членкора РАН Павла Пахлова. 

Теперь, благодаря данным из ЦЕРНа, удалось окончательно подтвердить существование такой частицы. 9 апреля коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty) опубликовала статью, в которой приводятся важные доказательства существования этого экзотического адрона. Новая частица получила название Z(4330), так как имеет массу в 4430 МэВ, что примерно в четыре раза тяжелее протона. Есть основания утверждать, что она имеет отрицательный заряд. Буква Z означает, что она относится к особому, постоянному растущему семейству XYZ-мезонов. 

Статистика появления нового Z-адрона

Для этого открытия сотрудниками LHCb, самого маленького из четырех детекторов на БАКе, были проанализированы 25 тыс. случаев распада B-мезонов, отобранных из 180 триллионов протон-протонных столкновений на Большом адронном коллайдере. Как отмечается на сайте «Квантовые дневники» (Quantum Diaries), такая необыкновенно большая выборка позволила получить как бы «отпечатки пальцев» новой частицы. Было показано, что она состоит из четырех кварков: из очарованного, анти-очарованного кварков, нижнего кварка (d-кварка от слова down) и анти верхнего кварка (u-кварка от слова up). 

В отличие от результата 2008 года, когда уровень достоверности (статическая значимость того, что данные свидетельствуют о существовании частицы, а не каких-то случайных флуктуациях) был в интервале 5,2 сигмы (стандартного отклонения), сейчас достигнут в интервале 13,9 сигмы. «Анализ данных, проведенных LHCb, показывает, что это, на самом деле, новая частица, а не какая-то флуктуация данных», – заявил спикер коллаборации Пиерлуиджи Кампана (Pierluigi Campana). 

Полин Ганьон (Pauline Gagnon) в своей статье в «Квантовых дневниках» подчеркивает, что теоретикам теперь предстоит разработать модель, которая описывает новые частицы. «Являются ли они примерами тетракварков, связанных состоянием четырех кварков, или некой особой комбинацией двух очарованных мезонов, содержащих хотя бы один очарованный кварк? Этот вопрос пока открыт». 

Стоит отметить, что в 1997 году петербургский физик Дьяконов с коллегами из ПИЯФ предположил существование пентакварков – адронов с массой 1540 МэВ, состоящих уже из ПЯТИ кварков, а точнее трех кварков и одной кварк-антикварковой пары. Многочисленные эксперименты пока склонили физиков к мнению, что такой частицы нет, но поиски продолжаются.

В 2010 году Дмитрий Дьяконов сделал новое предсказание о существовании нового класса пентакварков. Как пишет в своей статье коллега Дьяконова, его соавтор, физик Виктор Петров: «на сей раз речь идет о 15 экзотических частицах, легчайшими из которых являются дублет βс-барионов, кварковый состав которых cuud bar{s}, а также cudd bar{s}. Они должны быть очень легкими: их масса была оценена в 2420 МэВ»

Большие надежды на поиски новых экзотических частиц возлагаются на Большой адронный коллайдер – на котором сталкиваются адроны (протоны), энергия которых в 2015 году вырастет почти в 2 раза с 8 ТэВ до 13 ТэВ. С февраля 2013 года на нем идет модернизация и замена оборудования, что позволит повысить светимость и энергию коллайдера. Как отметил в интервью «Полит.ру» гендиректор ЦЕРНа Рольф-Дитер Хойер он возлагает на новую машину большие надежды, ведь  «стандартная модель – это фантастика. Но за пределами Стандартной модели – еще большая фантастика».

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

09:17Спецпрокурор Мюллер завершил расследование о связях РФ и США
09:02Венесуэльский госбанк оказался под санкциями США
22.03 19:01Все судьи томского райсуда ушли в отставку из-за приговора полицейским
22.03 19:00Ученые ищут причины гибели яблонь в Северной Америке
22.03 18:18Стрелок из Утрехта сознался в преступлении
22.03 17:48«Газпром» заявил о готовности продлить с Украиной контракт по транзиту газа
22.03 17:19«Роснефть» высадила миллион деревьев
22.03 17:17Медведев провел встречу с кандидатом в президенты Украины
22.03 16:50«Аэрофлот» отменит самые дешевые билеты с багажом после начала продаж безбагажных
22.03 16:36Заключенные мордовской колонии устроили акцию самоистязания в знак протеста против пыток
22.03 16:06Испытание лекарства от болезни Альцгеймера закончилось неудачей
22.03 15:37Загитова взяла золото на ЧМ по фигурному катанию
22.03 15:33Произведения искусства могут вывести из-под закона об оскорблении чувств верующих
22.03 14:53ЦБ сохранил неизменной ключевую ставку
22.03 14:34Disney закроет подразделение 21st Century Fox
22.03 14:02СБУ обвинила Россию в подготовке теракта в харьковском метро
22.03 13:38МВД предложило не возбуждать дела о сбыте наркотиков без достаточных доказательств
22.03 13:08У россиянина-чемпиона мира по спортивной ходьбе отняли медаль за допинг
22.03 13:00Борьбу с комарами предложили поручить другим комарам
22.03 12:48Кремль отреагировал на признание Трампом Голанских высот израильскими
22.03 12:35Волгоградский суд освободил обвиняемого в педофилии из-за отсутствия переводчика
22.03 12:13СМИ: реформа системы квот на вылов краба может подвести отрасль под санкции
22.03 12:06В Нижнекамске неизвестный убил полицейского
22.03 11:35В Краснодарском крае суд признал украинца виновным в содействии терроризму
22.03 11:01Правительство предложило изменить правила постановки диагноза «наркомания»
22.03 10:34В Петербурге оказался перекрыт мост из-за массового ДТП
22.03 10:11ФСБ организовала обыски в нескольких городах по делу о хищениях денег гособоронзаказа
22.03 09:47Boeing остался без контракта на 50 самолетов после катастроф 737 MAX
22.03 09:47Вавилонский пограничный камень возвращен из Англии в Ирак
22.03 09:23У консульства РФ в Греции бросили гранату
22.03 09:02ЕС одобрил варианты отсрочки Brexit
22.03 00:57Ведомство Роскомнадзора заказало систему контроля за блокировками
22.03 00:48Минфин передумал повышать цену ОСАГО за пьяное вождение
22.03 00:30Джимми Картер стал самым долгоживущим из экс-президентов США
22.03 00:21Facebook обнаружил сотни миллионов незашифрованных паролей
21.03 23:39Роман Панов уволен с поста гендиректора «Росгеологии»
21.03 23:27Преступная группа торговала тайно снятым в отелях Южной Кореи видео
21.03 23:07Bloomberg сообщил о возможной отсрочке Brexit на девять месяцев
21.03 22:52Минфин США обвинил два российских порта в нарушении санкций
21.03 22:33Суд отменил приговор создателю «Мужского государства»
21.03 22:17Белый дом отказал демократам в выдаче данных о встрече Трампа с Путиным
21.03 22:05СМИ узнали о готовности саммита ЕС отсрочить Brexit до 22 мая
21.03 21:45Зеленский призвал «не давить» русский язык на Украине
21.03 21:30Трамп анонсировал признание Голанских высот израильскими
21.03 21:14МВД урезало список опасных пород собак в 5,5 раза
21.03 20:43Россия запретила импорт турецких яблок через Белоруссию
21.03 20:28При крушении парома в Ираке погибли 85 человек
21.03 20:15Минфин изменит условия продажи «народных» облигаций федерального займа
21.03 20:06Присяжные признали американца виновным в угрозах убить Обаму
21.03 19:41Вице-премьер обвинил «Авиастар-СП» в срыве сроков оборонзаказа

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.