Интересный веб сайт:  Естественные науки

Новая форма материи: обнаружены тетракварки

Благодаря возможностям Большого адронного коллайдера ученые смогли обнаружить экзотическую форму материи. Необычный адрон, состоящий из двух кварков и двух антикваров, не вписывается в традиционную модель кварков и требует уточнения физики сильных взаимодействий.

Физики из Сиракузского университета смогли подтвердить существование экзотических адронов, которые невозможно классифицировать в рамках традиционной модели кварков. С помощью Большого адронного коллайдера (БАК) ученые обнаружили неоспоримые доказательства существования экзотических адронов, состоящих из двух кварков и двух антикварков.

Открытие тетракварков дает возможность по-новому взглянуть на основы материи. На фото участок БАК Point 8: труба, в которой циркулируют протоны, разогнанные до околосветовой скорости

Кварки – это устойчивые точечные объекты, найденные в ядрах атомов. Когда кварки объединяются по трое, они образуют составные частицы, известные как барионы. В числе наиболее известных барионов находятся протоны. Иногда кварки взаимодействуют с соответствующими античастицами (например антикварками), которые имеют такую же массу, но противоположные квантовые числа. Когда это происходит, образуются мезоны. Мезоны можно наблюдать при распаде тяжелых техногенных частиц в ускорителях, ядерных реакторах и космических лучах. Мезоны, барионы и другие виды частиц, участвующие в сильных взаимодействиях, называются адроны.
Эта классификация была неизменной до 2007 года, когда международная команда из 400 физиков и инженеров, известная как Belle Collaboration, обнаружила экзотическую частицу под названием Z(4430). Эта частица состояла из двух кварков и антикварков.
Однако некоторые ученые подвергли факт открытия сомнению, и в итоге многие физики пришли к выводу, что первичный анализ данных по частице Z был ошибочным.
Несколько лет спустя другая многонациональная команда, известная как BaBar, использовала более сложный метод анализа и не нашла ошибок в первом анализе, проведенном Belle Collaboration.
Теперь эти споры закончены: команда ученых под руководством профессора Шелдона Стоуна подтвердила факт существования частицы Z (4430). Это на самом деле был экзотический адрон из двух кварков и двух антикварков.
Ученые проанализировали характеристики десятков тысяч мезонов, выбранных из триллионов столкновений в Большом адронном коллайдере. Поскольку выборка данных была очень большой, ученым пришлось использовать массивный статистический анализ, который, в конечном счете, позволил получить четкие свидетельства существования экзотического адрона.
Новая форма материи уже преподнесла ученым первую загадку: скорость распада частицы Z (4430) по крайней мере в 10 раз выше, чем предсказывали компьютерные модели. Дополнительные данные о том, как эта частица распадается, должны помочь окончательно удостовериться, действительно ли это тетракварк.