Fysikere FRA CERN LHCb Samarbeid har oppdaget En ny tetraquark partikkel, kalt X (6900), består av to sjarm kvarker og to sjarm antikvarker.
x (6900), en tetraquarkpartikkel bestående av to sjarmkvarker og to sjarmkvarker. Bilde kreditt: CERN.
Kvarker Er punktlignende elementære partikler som vanligvis kommer i pakker med to (mesoner) eller tre (baryoner), hvorav de mest kjente er proton og nøytron — hver er laget av tre kvarker.
det er seks typer — eller smaker — av kvark å velge mellom: opp, ned, merkelig, sjarm, bunn og topp. Hver av disse har også en antimatter-motpart.
I sine grunnleggende 1964-papirer foreslo Amerikanske fysikere Murray Gell-Mann og George Zweig kvarkmodellen og nevnte muligheten for å legge til et kvark-antikvarkpar til en minimal meson – eller baryon-kvarkkonfigurasjon for å danne tetra-og pentakvarker.
det tok imidlertid 50 år for fysikere å oppnå entydige eksperimentelle bevis på eksistensen av disse eksotiske partiklene.
I April 2014 publiserte LHCb Collaboration målinger som viste At z(4430)+ partikkelen består av fire kvarker.
et år senere rapporterte LHCb-fysikerne observasjonen av To pentaquarks, Pc(4450)+Og Pc(4380)+.
» Partikler som består av fire kvarker er allerede eksotiske, og den vi nettopp har oppdaget, er den første som består av fire tunge kvarker av samme type, spesielt to sjarmkvarker og to sjarmkvarker,» sa Dr. Giovanni Passaleva, den utgående talsperson For LHCb-Samarbeidet.
«Frem til nå hadde LHCb og andre eksperimenter bare observert tetraquarker med to tunge kvarker på det meste og ingen med mer enn to kvarker av samme type.»
LHCb-teamet fant x (6900) tetraquark ved hjelp av partikkeljaktteknikken for å lete etter et overskudd av kollisjonshendelser, kjent som en «bump» over en jevn bakgrunn av hendelser.
Sifting gjennom Hele LHCb datasett fra Første og andre løp Av Large Hadron Collider, som fant sted fra henholdsvis 2009 til 2013 og fra 2015 til 2018, oppdaget de en bump i massedistribusjonen Av et Par j / ψ partikler, som består av en sjarmkvark og en sjarm antikvark.
bumpen har en statistisk signifikans på mer enn fem standardavvik, den vanlige terskelen for å hevde oppdagelsen av en ny partikkel, og den tilsvarer en masse hvor partikler bestående av fire sjarmkvarker antas å eksistere.
» disse eksotiske tunge partiklene gir ekstreme og likevel teoretisk ganske enkle tilfeller for å teste modeller som deretter kan brukes til å forklare naturen til vanlige materiepartikler, som protoner eller nøytroner,» sa Dr. Chris Parkes, innkommende talsperson for LHCb-Samarbeidet.
» det er derfor veldig spennende å se dem vises i kollisjoner På Large Hadron Collider for første gang.»
oppdagelsen er beskrevet i et papir lagt ut på arXiv.org preprint server.
R. Aaij et al (LHCb-Samarbeid). 2020. Observasjon av struktur i Massespektret j/ψ-par. CERN-EP-2020-115, LHCb-PAPIR-2020-011; arXiv: 2006.16957