Войти Регистрация

Войти

Открыта новая частица совершенно необычной природы

a4cf58941a6ac7e5e6db03915ecf8e4e cropped b81575dfb

К ранее известным двух- и трёхкварковым частицам могут присоединиться четырёхкварковые. Основная часть материи, которую мы видим вокруг, состоит из кварков — обычно трёх.

Таковы протоны и нейтроны, формирующие ядра атомов. Некоторые другие частицы образованы парой кварков (точнее, парой кварк — антикварк), и тут уместно вспомнить пионы и каоны. Всего же кварки бывают шести типов.

В истории науки уже были намёки на открытие других частиц, состоящих из более чем трёх кварков, но однозначно подтвердить их существование не удавалось.

За удержание разных кварков вместе отвечает так называемое сильное взаимодействие. Частица, которая, упрощённо говоря, переносит такое взаимодействие, «склеивает» кварки (примерно как фотон переносит взаимодействие электромагнитное). Это глюон (от английского слова «клей»). К счастью, в отличие от фотона, глюоны ограничивают свою вотчину ядрами атомов.

Восемь лет назад физики открыли частицу Y(4260), по-видимому, состоящую из двух кварков и одного «лишнего» глюона. Но с её характеристиками не всё ясно, и оттого группа учёных во главе с Чжицин Лю (Zhiqing Liu) из коллаборации Belle решила присмотреться к ней повнимательнее.

Сталкивая друг с другом электроны и их античастицы — позитроны, экспериментаторы, работавшие с детектором Belle в Научно-исследовательском центре физики высоких энергий (KEK, Цукуба, Япония), смогли создать большое количество частиц Y(4260), живущих до своего распада на другие частицы не более 10–23 с.

d8ae68dfa41a6fe12ff62b54c9be576b resized width 599a233e72fb8aa3ee2e177aaf659944 500 q95

Те частицы, которые своим существованием обязаны кваркам, бывают а) двухкварковыми (мезоны), б) трёхкварковыми (барионы, нормальная материя) и в) возможно, четырёхкварковыми, как новооткрытая Z c(3900). (Здесь и ниже иллюстрации APS / Alan Stonebrake, Q. Liu et al.)

Правда, существенно прояснить ситуацию с самой Y(4260) не удалось, зато... Как это часто бывает, начав искать ответ на один вопрос, физики ответили на другой. Причём на такой, который они даже не успели задать. На энергиях в 3,9 ГэВ они отыскали пик, соответствующий частице примерно вчетверо тяжелее протона.

«Вдохновившись находкой, мы решили изучать только распад Y(4260) и не разочаровались», — рассказывает г-н Лю. Удалось образовать 460 новых частиц, пока условно названных Z(3900), из чего легко понять, что это не статистическая флуктуация, а вполне реальная частица, хотя и довольно экзотическая.

Согласно анализу группы г-на Лю, она имеет электрический заряд и состоит как минимум из очарованного кварка и его же антикварка. С дальнейшим начинаются трудности: самое простое объяснение говорит, что, кроме того, там есть ещё один верхний кварк и один нижний антикварк. Но тогда перед нами нечто ранее невиданное: частица из четырёх кварков!

«Физики никогда не видели ничего подобного, а потому это восхитительно!» — восклицает не участвовавший в исследовании Эрик Свансон (Eric Swanson) из Питсбургского университета (США). Предыдущим работам удавалось разглядеть только следы таких частиц, а эксперимент Belle наконец-то позволил уверенно говорить об их открытии.

Тем не менее пока не исключена возможность иных интерпретаций. Например, это может быть пара двухкварковых частиц, взаимодействующих так сильно, что со стороны их почти невозможно отличить от истинно четырёхкварковой. Если всё окажется именно так, речь пойдёт о давно гипотетически постулировавшейся «адронной молекуле» — предмете спекулятивных суждений, также ускользавшем от экспериментаторов.

Кстати, именно к этому варианту склоняется Чжицин Лю: «Адронная молекула — это мои личные предпочтения. Но истинная природа частицы может быть иной».

О чем речь? В принципе Z(3900) может быть более прозаичной штукой: парой двухкварковых частиц, взаимодействующих между собой тесно, но не слишком, ровно настолько, чтобы на первый взгляд казаться четырёхкварковой (или даже «адронной молекулой»), но на деле не образовывать устойчивой связи, характерной для любого из этих вариантов.

59a7195799e5f9d6f5a4fe94960df651 resized width 42dcc4e741d4043c0aac0cb7da8b47ff 500 q95

В районе 3,9 ГэВ определённо была зарегистрирована новая частица. Но какая именно — ещё только предстоит прояснить.

Очевидно, все три основных интерпретации требуют детального сравнения с реальными данными, но их не получить без новых экспериментов, которые группа г-на Лю надеется реализовать в следующем году, возможно, уже с помощью установки Belle-II, в создании которой участвуют также российские институты (ИТЭФ и ИФВЭ). Если грядущие опыты покажут, что Z(3900) распадается как обычная частица, вроде уже известных, то экзотические варианты (первый и второй) придётся отмести в сторону.

Но если нет, то на сей раз физики смогли найти нечто действительно крайне интересное. Не каждый день доводится открывать новую частицу, да ещё невиданного четырёхкваркового типа.

Подготовлено по материалам American Physical Society и Wired.

Читайте так же:
Предложено новое решение проблемы космологической постоянной
Предложено новое решение проблемы космологической постоянной
Впрочем, даже если расчёты верны, совпадение предсказаний с реальнос
Космология в лабораторных условиях: эксперимент по нарушению
Космология в лабораторных условиях: эксперимент по нарушению
Каким образом материя (а потом и звезды с галактиками) появилась из
Уравнение Дрейка
Уравнение Дрейка
Есть ли способ определить число технологически развитых цивилизаций,
Установлен реальный источник магнитного поля Земли
Установлен реальный источник магнитного поля Земли
Команда ученых во главе с Симоном Анцеллини сделали новое открытие.

Добавить комментарий

Войти через социальные сети

           


Защитный код
Обновить

Случайные фразы

Последнее на форуме

  • Нет сообщений для показа

Наш сайт отлично себя чувствует на этом хостинге*

Комментарии: последние

  • Эзотерика
    Ну да, мы живём в матрице.

    Подробнее...

     
  • kill
    Пишите мне в дискуссии как мне попасть вообще в глубокий интернет

    Подробнее...

     
  • Аноним |имя не указано|
    Ну хоть популярным стану)

    Подробнее...

     
  • Аноним
    если хотите попасть глубокий интернет то ползуйтес компютером каторый нет не одного даные про вас фотки емаил и если ...

    Подробнее...

     
  • VARAZDAT
    (Time mashine) filme est takoi epizot.

    Подробнее...

     
  • Николай
    Добрый день! Меня зовут Николай. К вопросу о ключе к манускрипту Войнича. Манускрипт написан не буквами, а знаками ...

    Подробнее...

подпишись на RSS

Топ лучших игр Руннета

  Каталог Ресурсов Интернет Рейтинг@Mail.ru