Tetraquark dublu magic descoperit la Large Hadron Collider

clarificare: Benjamin Corey

Experimentul mare Hadron Collider-b (LHCb) de la CERN și-a prezentat ultima descoperire săptămâna trecută la reuniunea Conferinței Societății Europene de Fizică privind fizica energiei înalte. Faceți cunoștință cu tetraquarkul magic dublu, cea mai longevivă particulă de materie exotică descoperită până acum.

Cuarcurile sunt elementele de bază ale întregii materii. Sunt particule subatomice care se combină pentru a forma hadroni, grupul care include protonii și neutronii cunoscuți. (Cu alte cuvinte, cuarcii sunt mai mici decât cuarcii mici.) Protonii și neutronii constau fiecare din trei quarcuri, dar noul hadron descoperit este format din patru, ceea ce îl face un tip de tetraquark. Primul tetraquark a fost descoperit oficial în 2003.

Quarkii au parteneri antimaterie – gemeni răi, dacă vreți. Acest nou cuaternar este format din doi quarcuri grei și doi antiquarkuri ușoare, lipite împreună într-o singură particulă.

Particule ciudate ca aceasta pot fi create în interiorul acceleratoarelor, cum ar fi Marele Colizor de Hadroni, dar intră și ies din existență foarte repede. Se consideră că această nouă particulă are o viață lungă înainte de a se descompune, dar „lung” în acest caz este încă prea scurt pentru a fi măsurat în termeni umani. Durata sa de viață este probabil puțin mai mare de o milionime de secundă, a declarat Patrick Koppenburg, fizician la Institutul Național Olandez pentru Fizică Subatomică și membru al echipei LHCb la CERN.

„Nu vom putea niciodată să-i măsurăm direct vârsta”, a scris Koppenburg într-un e-mail către Gizmodo.

Cuarcii diferă între ei prin masă și încărcare, oferindu-le șase arome distincte: sus, jos, sus, jos, ciudat și farmec. Noul tetraquark este primul hadron exotic „dublu fermecat”, ceea ce înseamnă că cele două quarcuri ale sale de farmec există alături de antiquark-uri care nu au fost fermecate. „Cuarcurile pot fi considerate cuburi LEGO, deci doar descoperirea unui nou grup de patru quarcuri care nu au fost observate înainte nu este neapărat interesant”, a spus Freya Blakemann, fizician de particule elementare la Universitatea Frei din Bruxelles, care nu era afiliată la Experimentul, într-o scrisoare. E-mail: „Ceea ce este interesant de studiat este modul în care aceste particule se fuzionează, deoarece acest lucru ne poate învăța cum se lipesc quark-urile.” „Cred că este un rezultat foarte interesant”.

La fel ca multe alte stări de quark, acest tetraquark cu dublu farmec se găsește în LHCb folosind o metodă numită vânătoare de lovituri. În esență, cercetătorii au tras acceleratorul de particule și au lăsat particulele să se ciocnească, păstrând în același timp ochii închiși pentru a obține o cantitate neașteptată de energie sau masă în sistem. Când obțin rezultate din sincronizare cu zgomotul de bază al sistemului după filtrarea tuturor semnalelor irelevante, cercetătorii au dovezi că au găsit ceva nou; Căutarea de denivelări a fost cea care a dezvăluit bosonul Higgs în 2012. Cele 62 de hadroni de până acum de la Large Hadron Collider au fost învăluite în obscuritate de fizica extremă a acceleratorului și de echipa extinsă care lucrează la toate mașinile și datele.

Descoperirile din coliziunile de particule avansează înțelegerea fizicienilor cu privire la modul în care particulele fundamentale interacționează. “Dacă vreți cu adevărat să cunoașteți pe cineva, îl puneți în situații extreme. Ceea ce facem cu aceste tetraquarkuri și pentaquarkuri este că punem teoria în situații extreme, ceea ce nu este modul normal pe care l-am observat în ultimii 60 de ani”, Marek Karliner, fizician de particule la Universitatea din Tel Aviv, care nu a fost implicat în ultimele cercetări, a explicat într-un apel video. “Se pare că acest design special al experimentului LHCb este ideal pentru căutarea de noi hadroni.”

Un quark magic dublu (scris științific ca Tcc +) se descompune foarte lent, deoarece este puțin mai greu decât particulele în care se descompune. Compoziția sa rară îl plasează în categoria candidaților pentru stări hadronice stabile exotice. Rezultatele anterioare de la LHCb au permis fizicienilor teoretici să facă acest lucru Așteptați în 2017 Că un tetraedru similar, numit Tbb, poate fi destul de stabil, ceea ce înseamnă că nu se va descompune deloc prin forța interacțiunii puternice.

„Ar fi o descoperire în fizica particulelor, dacă se demonstrează descoperirea unui nou tip de tetraquark cu doi quark grei și doi antiquark ușori”, a declarat Rui Lin Zhou, fizician teoretic la Universitatea Normală Nanjing din China, într-un e-mail. . „Această descoperire a unei magii duble patruped în iulie 2021 este cu siguranță o victorie pentru predicțiile teoretice”.

Karliner, care a fost co-autor al previziunilor din 2017, a declarat că experimentele au validat lucrările sale anterioare și au evidențiat punctele forte ale LHCb ca instrument de vânătoare de particule. „Acum guvernează universul răcnitor”, a spus el despre echipa LHCb. “Au încolțit piața pe hadroni exotici – nu complet – dar pe LHCb au o cotă de piață mult mai mare.”

Cu alte cuvinte, dacă cineva avea să găsească ceva cu o viață mai lungă decât acest quad dublu magic, probabil ar fi el. Producția de particule prevăzută Tbb, publicată recent de CERN Courier apel „Vărul frumos” al lui Tcc + poate fi următoarea sărbătoare la orizont.

Mai multe: O nouă analiză a rezultatelor marelui coliziune de hadroni confirmă faptul că s-a întâmplat ceva ciudat

READ  Lupi groaznici s-au despărțit de câinii vii acum 5,7 milioane de ani: un studiu | Genetică și paleontologie

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *