fyzici z CERN LHCb spolupráce objevili novou tetraquark částice, pojmenovaný X (6900), složený ze dvou charm kvarků a dvou charm antiquarks.
X(6900), tetrakvarková částice složená ze dvou šarmových kvarků a dvou šarmových antikvarků. Obrázek kredit: CERN.
kvarky jsou bodové elementární částice, které obvykle přicházejí v baleních po dvou (mezonech) nebo třech (baryonech), z nichž nejznámější jsou proton a neutron-každý je tvořen třemi kvarky —
k dispozici je šest typů — nebo příchutí — kvarku: nahoru, dolů, podivný, šarm, spodní a horní. Každý z nich má také protějšek antihmoty.
ve svých základních dokumentech z roku 1964 američtí fyzici Murray Gell-Mann a George Zweig navrhli kvarkový model a zmínili možnost přidání páru kvark-antikvark k minimální konfiguraci mezonu nebo baryonového kvarku za vzniku tetra-a pentaquarků.
trvalo však 50 let, než fyzici získali jednoznačné experimentální důkazy o existenci těchto exotických částic.
v dubnu 2014 zveřejnila spolupráce LHCb měření, která prokázala, že částice Z(4430)+ se skládá ze čtyř kvarků.
o rok později fyzici LHCb hlásili pozorování dvou pentaquarků, Pc(4450)+ a Pc (4380)+.
„částice složené ze čtyř kvarků jsou již exotické a ten, který jsme právě objevili, je první, který se skládá ze čtyř těžkých kvarků stejného typu, konkrétně dvou šarmových kvarků a dvou šarmových starožitností,“ řekl Dr. Giovanni Passaleva, odcházející mluvčí spolupráce LHCb.
“ až dosud LHCb a další experimenty pozorovaly pouze tetrakvarky se dvěma těžkými kvarky a žádný s více než dvěma kvarky stejného typu.“
tým LHCb našel x(6900) tetraquark pomocí techniky lovu částic, která hledala přebytek kolizních událostí, známých jako „rána“, na hladkém pozadí událostí.
proséváním úplných datových souborů LHCb z prvního a druhého běhu Large Hadron Collider, který se konal v letech 2009 až 2013 a od roku 2015 do roku 2018, zjistili náraz v rozložení hmotnosti dvojice částic J / ψ, které se skládají z charm quark a charm antiquark.
náraz má statistickou významnost více než pěti směrodatných odchylek, což je obvyklá prahová hodnota pro objev nové částice, a odpovídá hmotnosti, při které se předpokládá existence částic složených ze čtyř šarmových kvarků.
„tyto exotické těžké částice poskytují extrémní a přesto teoreticky poměrně jednoduché případy, s nimiž lze testovat modely, které pak mohou být použity k vysvětlení povahy běžných částic hmoty, jako jsou protony nebo neutrony,“ řekl Dr. Chris Parkes, příchozí mluvčí spolupráce LHCb.
“ je proto velmi vzrušující vidět, jak se poprvé objevují při srážkách na Large Hadron Collider.“
objev je popsán v článku zveřejněném na arXiv.org předtiskový server.
R.Aaij et al (LHCb Collaboration). 2020. Pozorování struktury v hmotnostním spektru J / ψ-páru. CERN-EP-2020-115, LHCb-PAPER-2020-011; arXiv: 2006.16957