16 июля 2019, Вторник, 07:11
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Неописанная частица

Участники коллаборации LHCb на БАКе
Участники коллаборации LHCb на БАКе

9 апреля 2014 года коллаборация эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере подтвердила существование экзотического адрона Z(4430) – новой частицы, не описываемой традиционной кварковой моделью. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. 

Как известно, все мы, и все вещества вокруг нас, состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из ядер в виде склеенных сильным притяжением протонов и нейтронов и витающих вокруг них электронов. Протоны и нейтроны образованы еще более мелкими частицами – кварками. 

Ранее теоретически и экспериментально было показано, что существует только шесть типов кварков, и каждому кварку соответствует античастица – антикварк. В рамках стандартной кварковой модели считалось, что эти кварки образуют другие частицы, состоящие либо из 2, либо 3 частиц. Частицы из трех кварков получили название барионы, примерами барионов являются хорошо нам известные протоны и нейтроны. В свою очередь, частицы из 2 кварков, а именно одного кварка и одного антикварка, называются мезонами. Примерами мезонов являются пионы (π-мезоны) и каоны (К-мезоны). 

Частицы, состоящие из кварков, называются адронами. Как отмечал в 2008 году российский физик Дмитрий Дьяконов в своей статье про БАК: «Слово «адрон» (от греческого «сильный») было придумано и введено в мировой обиход академиком Львом Борисовичем Окунем; оно обозначает сильновзаимодействующие элементарные частицы – протон, нейтрон и многие другие нестабильные частицы, а в широком смысле также и ядра»

Главным автором ставшей уже традиционной кварковой модели был американский физик, лауреат Нобелевской премии Гелл-Манн (Gell-Mann, 1964). В понимании, что все адроны состоят из 2 или 3 кварков, эта модель пребывала до 2003 года. 

В 2003 году коллаборация Belle (the Belle Collaboration) обнаружила признаки того, что адрон может состоять и из четырех кварков. За последние годы физики нашли и несколько других частиц, которые получили название экзотических. Эти частицы часто содержали либо очарованный с-кварк и такой же антикварк, или b-кварк и его античастицу (b – от слова beauty(bottom)). Весной 2013 года международная корпорация BESIII, работающая на Пекинском электрон-позитронном коллайдере, сообщила о наблюдении экзотического адрона Z(3900). 

В 2008 году признаки существования адрона Z(4430) обнаружила корпорация Belle в Японии. Большую роль в обнаружение Z-адрона и измерение его квантовых чисел внесли тогда физики-экспериментаторы из ИТЭФ, группа членкора РАН Павла Пахлова. 

Теперь, благодаря данным из ЦЕРНа, удалось окончательно подтвердить существование такой частицы. 9 апреля коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty) опубликовала статью, в которой приводятся важные доказательства существования этого экзотического адрона. Новая частица получила название Z(4330), так как имеет массу в 4430 МэВ, что примерно в четыре раза тяжелее протона. Есть основания утверждать, что она имеет отрицательный заряд. Буква Z означает, что она относится к особому, постоянному растущему семейству XYZ-мезонов. 

Статистика появления нового Z-адрона

Для этого открытия сотрудниками LHCb, самого маленького из четырех детекторов на БАКе, были проанализированы 25 тыс. случаев распада B-мезонов, отобранных из 180 триллионов протон-протонных столкновений на Большом адронном коллайдере. Как отмечается на сайте «Квантовые дневники» (Quantum Diaries), такая необыкновенно большая выборка позволила получить как бы «отпечатки пальцев» новой частицы. Было показано, что она состоит из четырех кварков: из очарованного, анти-очарованного кварков, нижнего кварка (d-кварка от слова down) и анти верхнего кварка (u-кварка от слова up). 

В отличие от результата 2008 года, когда уровень достоверности (статическая значимость того, что данные свидетельствуют о существовании частицы, а не каких-то случайных флуктуациях) был в интервале 5,2 сигмы (стандартного отклонения), сейчас достигнут в интервале 13,9 сигмы. «Анализ данных, проведенных LHCb, показывает, что это, на самом деле, новая частица, а не какая-то флуктуация данных», – заявил спикер коллаборации Пиерлуиджи Кампана (Pierluigi Campana). 

Полин Ганьон (Pauline Gagnon) в своей статье в «Квантовых дневниках» подчеркивает, что теоретикам теперь предстоит разработать модель, которая описывает новые частицы. «Являются ли они примерами тетракварков, связанных состоянием четырех кварков, или некой особой комбинацией двух очарованных мезонов, содержащих хотя бы один очарованный кварк? Этот вопрос пока открыт». 

Стоит отметить, что в 1997 году петербургский физик Дьяконов с коллегами из ПИЯФ предположил существование пентакварков – адронов с массой 1540 МэВ, состоящих уже из ПЯТИ кварков, а точнее трех кварков и одной кварк-антикварковой пары. Многочисленные эксперименты пока склонили физиков к мнению, что такой частицы нет, но поиски продолжаются.

В 2010 году Дмитрий Дьяконов сделал новое предсказание о существовании нового класса пентакварков. Как пишет в своей статье коллега Дьяконова, его соавтор, физик Виктор Петров: «на сей раз речь идет о 15 экзотических частицах, легчайшими из которых являются дублет βс-барионов, кварковый состав которых cuud bar{s}, а также cudd bar{s}. Они должны быть очень легкими: их масса была оценена в 2420 МэВ»

Большие надежды на поиски новых экзотических частиц возлагаются на Большой адронный коллайдер – на котором сталкиваются адроны (протоны), энергия которых в 2015 году вырастет почти в 2 раза с 8 ТэВ до 13 ТэВ. С февраля 2013 года на нем идет модернизация и замена оборудования, что позволит повысить светимость и энергию коллайдера. Как отметил в интервью «Полит.ру» гендиректор ЦЕРНа Рольф-Дитер Хойер он возлагает на новую машину большие надежды, ведь  «стандартная модель – это фантастика. Но за пределами Стандартной модели – еще большая фантастика».

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

06:28Неймар объявил о своем уходе из «Пари Сен-Жермен»
06:04В Прикамье выпал град размером с куриное яйцо
05:59Минобороны РФ определило сферу работы для Евкурова
05:43В Челябинской области сын депутата насмерть сбил двух пешеходов
05:27«ВТБ Капитал» пересмотрел прогноз по снижению ключевой ставки ЦБ РФ
05:16На Украине начал действовать закон о государственном языке
15.07 20:59Яшин рассказал об отказе избиркома в регистрации
15.07 20:39Украина продлила эмбарго на товары из России
15.07 20:25МИД России назвал пропагандистским призыв ЕС к сохранению ДРСМД
15.07 20:09Несогласованная акция на Трубной собрала около тысячи человек
15.07 19:49Генпрокурор Украины отказался обменять Вышинского из-за его гражданства
15.07 19:28Вице-премьер РФ Максим Акимов возглавил совет директоров «Российской венчурной компании»
15.07 19:05Суд арестовал основателя «Нового потока»
15.07 18:54На Яшина и Соболь составили административные протоколы
15.07 18:42РКН потребовал от Facebook удалить рисунок герба РФ со свастикой
15.07 18:24Автомобили с косатками из «китовой тюрьмы» отправились к Охотскому морю
15.07 18:10Компания Ротенберга получила контракт на строительство моста за 4,7 млрд рублей
15.07 17:56Москва подумает над обменом украинских моряков
15.07 17:40Врачи приняли решение об ампутации руки избитой ингушской девочки
15.07 17:23Москалькова прокомментировала перенос рассмотрения дела Вышинского
15.07 17:09СМИ узнали об увольнении командира отряда ФСБ «Альфа»
15.07 17:05Независимые кандидаты отказались от «кулуарных встреч» с главой Мосгоризбиркома
15.07 16:53Минтруд опроверг сообщения о дополнительном выходном для диспансеризации
15.07 16:52Юлия Барановская ответила на слухи о тайной свадьбе в Камбодже
15.07 16:35Полис ОСАГО подешевел на 319 рублей
15.07 16:17Открылся Летний кампус Президентской академии
15.07 16:10«Заморозку» накопительной пенсии продлят еще на год
15.07 16:01Москалькова рассказала о предложении Киева выдать 120 украинцев за 40 россиян
15.07 15:46Парламентарии России и Грузии выразили готовность к диалогу
15.07 15:23Муж Поклонской рассказал о причинах ее разрыва с почитателями царя Николая II
15.07 14:58Матвиенко отрицала планы на новые ограничения в интернете
15.07 14:36ФСБ ликвидировало готовившую теракты ячейку ИГ
15.07 14:17Второй погибший в Подмосковье пилот оказался инструктором Путина
15.07 14:00Главы ЦИК и горизбиркома согласились встретиться в кандидатами в столичную думу
15.07 13:40Адвокат Вышинского рассказал о шансах отмены ареста журналиста
15.07 13:12В деле о госизмене в ЦНИИМаш появился новый фигурант
15.07 13:11Агентом 007 станет темнокожая женщина
15.07 12:57Рэпер L’One решил отсудить у Тимати 10 миллионов рублей
15.07 12:47Мосгоризбирком зарегистрировал 187 кандидатов в Мосгордуму
15.07 12:40Сокуров закроет фонд поддержки кино из-за «агрессивности» Минкульта
15.07 12:17Принц Гарри и Меган Маркл посетили премьеру «Короля льва»
15.07 12:13Общероссийский гражданский форум выступил за допуск к выборам в Мосгордуму всех кандидатов, сдавших подписи
15.07 11:58Гидрометцентр возглавил экс-глава департамента «Ростелекома»
15.07 11:45Минэкономразвития сохранило прогноз на инфляцию ниже 4%
15.07 11:31Глава федерации сверхлегкой авиации РФ погиб при крушении вертолета
15.07 11:28Появились детали задержания основателя «Нового потока»
15.07 11:23Роскачество дало рекомендации по выявлению телефонных мошенников
15.07 11:12КПРФ раскритиковала полномочия Мосгордумы
15.07 10:59Самолет АК «Ямал» вернулся в Пулково из-за технической несправности
15.07 10:46Мосгоризбирком отказал в регистрации девяти кандидатам в Мосгордуму

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.