С момента своего второго запуска в 2015 году Большой адронный коллайдер делает довольно интересные вещи. Например, начиная с 2016 года исследователи в ЦЕРН начали использовать столкновение для проведения эксперимента по красоте Большого адронного коллайдера (LHCb). Это исследование направлено на то, чтобы определить, что произошло после Большого взрыва, чтобы материя смогла выжить и создать Вселенную, которую мы знаем сегодня.
За последние несколько месяцев эксперимент дал некоторые впечатляющие результаты, такие как измерение очень редкой формы распада частиц и свидетельство нового проявления асимметрии вещества и антивещества. И совсем недавно исследователи LHCb объявили об открытии новой системы из пяти частиц, которые были обнаружены в одном анализе.
Согласно исследовательской работе, которая появилась в Arxiv 14 марта 2017 года обнаруженные частицы были возбужденными состояниями так называемого бариона «омега-с-ноль». Как и другие частицы в своем роде, Омега-с-ноль состоит из трех кварков, два из которых «странные», а третий - «очаровательный» кварк. Существование этого бариона было подтверждено в 1994 году. С тех пор исследователи в ЦЕРН пытались определить, существуют ли более тяжелые версии.
И теперь, благодаря эксперименту LHCb, кажется, что они нашли их. Ключ должен был исследовать траектории и энергию, оставленную в детекторе частицами в их окончательной конфигурации, и проследить их обратно в исходное состояние. По существу, частицы Omega-c-zero распадаются через сильную силу в другой тип бариона (Xi-c-plus), а затем через слабую силу в протоны, каоны и пионы.
Исходя из этого, исследователи смогли определить, что они видели частицы Omega-c-zero при разных энергетических состояниях (то есть разных размерах и массах). Выраженные в мегаэлектронвольтах (МэВ), эти частицы имеют массы 3000, 3050, 3066, 3090 и 3119 МэВ соответственно. Это открытие было довольно уникальным, поскольку оно включало в себя обнаружение пяти высших энергетических состояний частицы одновременно.
Это стало возможным благодаря специализированным возможностям детектора LHCb и большому набору данных, который был накоплен в ходе первого и второго прогонов LHC, которые проходили с 2009 по 2013 год и с 2015 года, соответственно. Вооружившись необходимым оборудованием и опытом, исследователи смогли идентифицировать частицы с подавляющим уровнем уверенности, исключив возможность того, что это была статистическая ошибка в данных.
Ожидается, что открытие также проливает свет на некоторые из более глубоких загадок субатомных частиц, например, как три составляющих кварка связаны внутри бариона «сильной силой» - то есть фундаментальной силой, которая отвечает за удержание внутренних частей атомов вместе , Еще одна загадка, что это может помочь разрешить корреляцию между различными состояниями кварков.
Доктор Грейг Коуэн, исследователь из Эдинбургского университета, который работает над экспериментом LHCb на LHC в Серне, объяснил в интервью BBC:
«Это поразительное открытие, которое проливает свет на то, как кварки связываются вместе. Это может иметь значение не только для лучшего понимания протонов и нейтронов, но и для более экзотических многокварковых состояний, таких как пятиугольники и тетракварки.“
Следующим шагом будет определение квантовых чисел этих новых частиц (чисел, используемых для идентификации свойств конкретной частицы), а также определение их теоретической значимости. С момента своего появления в сети LHC помогает подтвердить Стандартную модель физики элементарных частиц, а также выходит за ее пределы, чтобы исследовать великие неизвестные о том, как возникла Вселенная, и как фундаментальные силы, которые ее управляют, сочетаются друг с другом.
В конце концов, открытие этих пяти новых частиц может стать решающим шагом на пути к Теории Всего (ToE) или просто еще одним кусочком в очень большой загадке нашего существования. Оставайтесь с нами, чтобы увидеть, какие!
