Исследователи CERN обнаружили первый экзотический "слабоочарованный" тетракварк - «Наука и технологии»

Оборудование эксперимента LHCb Большого Адронного Коллайдера позволяет ученым Европейской организации ядерных исследований CERN обнаруживать все более экзотические комбинации кварков, частиц, которые объединяясь, формируют более сложные элементарные частицы, такие, как известные нам протоны, нейтроны и электроны. В частности, ученым эксперимента LHCb уже доводилось наблюдать некоторые виды пентакварков и тетракварков, массивных частиц, которые, судя по их названию, состоят из четырех кварков, а изучение этих частиц дает ученым множество новой информации о силе сильных ядерных взаимодействий, одной из четырех видов фундаментальных сил во Вселенной. И недавно, в рамках семинара, проходившего 12 августа этого года, ученые эксперимента LHCb объявили об обнаружении первого из совершенно нового типа тетракварков, масса которого составляет 2.9 ГэВ (гигаэлектрон-вольта) и в состав которого входит только один очарованный кварк.

Возможность существования кварков была обоснована теоретически еще в 1964 году. С того момента ученым удалось идентифицировать шесть типов кварков и антикварков - нижний, верхний, странный, очарованный, прелестный и истинный. Так как кварки не могут существовать в свободном виде, они группируются и формируют сложные элементарные частицы, к примеру, три кварка или три антикварка формируют частицы-барионы, такие, как протон, а один кварк и антикварк формируют частицы-мезоны.

Датчик эксперимента LHCb ориентирован на изучение так называемых B-мезонов, которые содержат кварк и антикварк. Мезоны этого тяжелого типа порождаются в коллайдере во время столкновений протонов и тут же распадаются на потоки более легких частиц, которые, в свою очередь, распадаются на еще более легкие элементарные частицы. Ученые наблюдали новый тип тетракварка, когда B-мезон распадается на положительный D-мезон, отрицательный D-мезон и положительный каон: B+ -> D+ D- K+. Всего было проанализировано около 1300 случаев такого типа распада.

Существующая "кварковая модель" указывает на то, что некоторые пары D-мезон при таком виде распада могут быть результатом появления некоторых типов промежуточных частиц, таких, как мезон ф(3770), которые появляются и сразу же распадаются: B+ -> ф(3770) K+ -> D+ D- K+. Однако, в теории нет подходящих подобных мезону частиц-посредников, которые имеют массу в 2.9 ГэВ, что приблизительно в три раза больше массы одного протона.