Физики в первый раз изловили неизвестную субатомную частичку из четырёх кварков

За это свойство отвечают ещё одни частицы-переносчики взаимодействий, которые именуются глюоны (от британского glue - «клей»). Они выполняют практически ту же функцию, что и фотоны, которые являются переносчиками электромагнитного взаимодействия.

Длительное время числилось, что протон - частичка неделимая, ведь никому не удавалось разложить её на наиболее маленькие составляющие. Но в 1968 году учёным всё же удалось рассмотреть «анатомию» адронов, отвечающих за мощное взаимодействие.

Науке понятно всего 6 видов кварков, также ещё 6 антикварков. Они получили достаточно необыкновенные наименования: верхний (u, от британского «up»), нижний (d, down), очарованный (с, charmed), странноватый (s, strange), настоящий (t, truth) и очаровательный (b, beauty).

Ранее экспериментально было доказано существование частиц, состоящих максимум из трёх кварков - всем известные протоны и нейтроны. Также учёные знали о мезонах, состоящих из 2-ух кварков, а поточнее из пары кварк-антикварк. Но найти наиболее трёх кварков, составляющих одну частичку, до этого времени не удавалось.

Необычное открытие сделали сходу две независящие группы исследователей: одна команда проводила опыт Belle в японской Организации по исследованию высокоэнергетических ускорителей (KEK), а иная сделала открытие в рамках опыта BESIII Института физики больших энергий (IHEP) в Китае.

Обе команды занимались исследованием Y(4260) - частички, обнаруженной учёными из Стэнфордского института в 2005 году. Она представляет особенный энтузиазм для физиков так как не вписывается в кварковую модель.

В процессе опыта учёные сталкивали вместе электроны и позитроны (их античастицы), чтоб получить достаточное количество Y(4260). Одной для настоящего исследования было бы недостаточно: у этих частиц очень маленькая «жизнь» - всего 10-23 секунды. В один момент физики увидели необыкновенное возмущение в 3,9 гигаэлектронвольта (ГэВ), а эта энергия вчетверо превосходит массу протона. (Физики оперируют массами и энергиями вровень, потому что они соединены через уравнение E=mc2.)

«Мы очень опешились этому пику, но решили далее учить распад частиц Y(4260). И, как оказывается, не прогадали», - ведает Чжицин Лю (Zhiqing Liu), создатель статьи о этом открытии, размещенной в журнальчике Physical Review Letters.

Данных оказалось полностью довольно, чтоб объявить о открытии новейшей частички, которая получила заглавие Z(3900).

«Учёные пробовали изучить характеристики одной необыкновенной частичка, когда вдруг нашли совсем новейшую, ещё наиболее удивительную», - говорит физик Эрик Суонсон (Eric S. Swanson) из института Питтсбурга, который не воспринимал роли в исследованиях.

Но исследователи пока не могут быть до конца уверенными в том, что это вправду одна частичка, состоящая из четырёх кварков, и являющаяся частью новейшей формы материи. Поясним.

Во-1-х, числилось, что частичка Y(4260) состоит из 2-ух кварков и доп глюона, но подтверждений этому пока не найдено. Другими словами сама начальная частичка пока исследована плохо.

С иной стороны, в процессе опыта исследователи получили наиболее 460 частиц Z(3900). Это является прямым подтверждением того, что она вправду существует, а не является следствием каких-то помех.

Судя по всему, эта частичка владеет зарядом и содержит, как минимум, пару из очарованного кварка и его античастицы. Вероятнее всего, остальные два кварка - это верхний и нижний антикварк. Всего их четыре.

«Мы никогда не лицезрели ничего подобного. Ранее учёные могли лишь подозревать о существовании частички из четырёх кварков, а опыты Belle и BESIII подтвердили её существование», - говорит Суонсон.

И всё же, у этого явления быть может несколько разных разъяснений. Z(3900) может оказаться всего только парой двухкварковых частиц, которые взаимодействуют вместе так сильно, что проявляют характеристики одной частички из четырёх кварков. Такового «монстра» уже обрисовывали теоретики. Его никогда не ловили, но дали заглавие - «адронная молекула».

«Честно говоря, мне бы хотелось, чтоб Z(3900) оказалась адронной молекулой. Но она может представлять собой что угодно», - признаётся Лю.

Суонсон же считает, что у необыкновенного явления быть может полностью прозаичное разъяснение: Z(3900) может состоять всего из 2-ух кварков, но взаимодействующих не очень сильно, чтоб соединиться вместе.

В предстоящем обе группы исследователей планируют сделать множество частиц Z(3900), чтоб проследить за их распадом. Ежели окажется, что они распадаются так же, как и уже известные частички, то все достойные внимания версии о природе Z(3900) отпадут. Но, ежели физики увидят что-то необыкновенное, то это будет чрезвычайно громким открытием. Частично его можно будет сопоставить с открытием нашумевшего бозона Хиггса.

«Мы надеемся начать проводить дальнейшие опыты уже в последующем году», - сказал Лю в пресс-релизе.





Ученые США "приоткрыли" природу синдрома Дауна

Во Вьетнаме покажется Центр ядерной науки и технологий