Фізики із Цюриського університету за допомогою Великого адронного колайдера (ВАК) виявили раніше невідому частинку, що складається із трьох кварків. Ними був виявлений новий баріон, відомий як Xi_b^*. Це відкриття підтверджує фундаментальні фізичні припущення щодо того яким чином об'єднуються кварки.

У фізиці частинок, баріони - це частинки, що складаються із трьох кварків.  Усього існує шість різновидів кварків, які відрізняються один від одного за масою та зарядом. Два найлегші кварки, так звані "верхній" і "нижній" кварки, утворюють два компоненти атома: протони та нейтрони. На даний момент відомі всі баріони, що складаються із трьох найлегших кварків ("нижній", "верхній" і "дивний" кварки). Але поки були виявлені всього кілька баріонів, що складаються з важких кварків. Вони можуть бути створені штучно у прискорювачах частинок, оскільки є важкими і дуже нестабільними.

Зіштовхуючи протони у ВАК (CERN), фізики Клод Емслер, Вінченцо Чіочіа та Ернест Агвіло з Інституту фізики у Цюріху, виявили баріон з одним легким і двома важкими кварками. Частинка Xi_b^*, складається з одного "верхнього", одного "дивного" і одного "чарівного" кварка (ВДЧ). Вона електрично нейтральна і має спін 3/2 (1,5). За масою вона порівнянна з атомом літію. Таким чином, був відкритий другий із трьох баріонів композиції ВДЧ, які передбачалися теорією.

Ця нова частинка не може бути виявлена прямо, оскільки є занадто нестабільною для датчиків. Але оскільки відомо набір продуктів її розпаду, то саме присутність цих продуктів видало нову частинку. Ернест Агвіло ідентифікував сліди даних продуктів розпаду і зміг реконструювати каскад розпаду, який починається з розпаду Xi_b^*.

Ці розрахунки засновані на даних від протон-протонних зіткнень із сумарною енергією 7 тераелектронвольт (ТеВ), зібрані детектором CMS у період із квітня по листопад 2011. У цілому був зафіксовано 21 розпад баріону Xi_b^* - цього достатньо, щоб відкинути можливість статистичної погрішності.

Це відкриття нової частинки підтверджує теорію взаємодії кварків і дозволяє глибше зрозуміти сильну взаємодію, одну із чотирьох базових сил фізики, які обумовлюють структуру матерії.

Нагадаємо, що це вже друга елементарна частинка, яку відрикили вчені за допомогою Великого адронного колайдера. Минулого року їм вже вдалось виявити існування бозону Chi_b(3P).

Джерело: InfoNova.org.ua