Egy pentakvark és az első tetrakvark pár

A Nemzetközi Együttműködés a Large Hadron Collidernél (LHC) három korábban nem látott részecskét figyelt meg: egy új típusú pentakvarkot és az első tetrakvarkpárt, amely egy új típusú tetrakvarkot tartalmaz. A CERN szimpóziumon ma bemutatott eredmények három új idegen taggal egészítik ki az LHC-n talált új hadronok növekvő listáját. Segítenek a fizikusoknak jobban megérteni, hogyan kötődnek össze a kvarkok ezekben az összetett részecskékben.

kvarkok azok elemi részecskék Hat ízben kapható: felfelé, lefelé, bájos, egzotikus, fel és le. Általában bináris és hármas csoportokban egyesülnek hadronokká, például protonokká és neutronokká, amelyek atommagot alkotnak. Ritkán azonban négy kvarkból és öt kvarkból álló részecskékre, vagy „kvaterner kvarkokra” és „pentakvarkokra” is egyesülhet. A teoretikusok körülbelül hat évtizeddel ezelőtt jósolták meg ezeket a furcsa hadronokat a hagyományos hadronokkal egy időben, de csak a közelmúltban, az elmúlt 20 évben figyelték meg őket az LHCb és más kísérletek.

Az elmúlt két évtizedben felfedezett egzotikus hadronok többsége tetrakvark vagy pentakvark, amelyek egy bájkvarkot és egy bűbájos antikvarkot tartalmaznak, és kettő vagy három megmaradt. szubatomi részecskék Felfelé, lefelé vagy páratlan kvark lenni. De az elmúlt két évben az LHCb különböző típusú egzotikus hadronokat észlelt. Két évvel ezelőtt a Collaboration felfedezett egy kvaterner kvarkot, amely két bájkvarkból és két bűbájos kvarkból, valamint két „bájos nyitott” kvarkból áll, amelyek egy báj-antikvarkból, egy up-kvarkból, egy lefelé kvarkból és egy furcsa antikvarkból állnak. Tavaly pedig belebotlottam a „kettős nyitott varázslat” kvadráns első példájába, két bájkvarkkal és egy fel és le antikvarkkal. A nyílt mágia azt jelenti, hogy a részecske egy varázskvarkot tartalmaz egyenértékű antikvark nélkül.

Az LHCb együttműködés ma bejelentett felfedezései között új típusú egzotikus hadronok szerepelnek. Az első típus, amelyet a negatív töltésű B mezonok „bomlásának” elemzése során figyeltek meg, egy varázskvarkból, bájkvarkból, felfelé kvarkból, lefelé kvarkból és furcsa kvarkból álló ötszög. Ez az első ötszög, amelyről kiderült, hogy furcsa kvarkot tartalmaz. Az eredmény 15 szórás óriási statisztikai jelentőségű, jóval meghaladja a részecske megfigyeléséhez szükséges öt szórást. Részecskefizika.

A második típus egy kétszeresen elektromos töltésű kvadrupólus. Ez egy nyitott varázslatos négysor, amely a Báj Kvarkok, furcsa antikvarkok és fel és le kvarkok Antikvark, amelyet semleges megfelelőjével figyeltek meg a pozitív töltésű és a semleges B mezonok bomlásának együttes elemzése során. Az új tetrakvarkok, amelyeket 6,5 (kettős töltésű részecske) és 8 (semleges részecske) szórással statisztikai szignifikanciával figyeltek meg, azt jelentik, hogy először figyeltek meg egy tetrakvarkpárt.

„Minél több elemzést végzünk, annál több egzotikus hadront találunk” – mondja Nils Toning, az LHCb fizikai koordinátora. „Az 1950-es évekhez hasonló felfedezési időszakot élünk át, amikor elkezdődött a hadronok „részecskeállatkertjének” felfedezése, és végül a kvark Az 1960-as évek klasszikus hadronmodellje. Készítjük a „Particle Zoo 2.0-t”.

„Az új típusú tetrakvarkok és pentakvarkok felkutatása és tulajdonságaik mérése segíteni fogja a teoretikusokat az egzotikus hadronok egységes modelljének kidolgozásában, amelynek pontos természete nagyrészt ismeretlen” – mondja Chris Parks, az LHCb szóvivője. „A hagyományos hadronok jobb megértésében is segít.”

Míg egyesek elméleti modellek Az egzotikus hadronokat szorosan kötött kvarkok egyetlen egységeként írják le, míg más modellek molekulaszerű szerkezetbe lazán kötődő moduláris hadronpárokként képzelik el őket. Csak az idő és az egzotikus hadronok további tanulmányozása fogja megmondani, hogy valóban így van-e gabonafélék az egyik vagy a másik vagy mindkettő.