fizicienii din colaborarea LHCb a CERN au descoperit o nouă particulă tetraquark, numită X(6900), compusă din doi quarci charm și doi antiquarks charm.
X(6900), o particulă tetraquark compusă din doi quarci de farmec și doi antiquarci de farmec. Credit imagine: CERN.
quarcii sunt particule elementare asemănătoare punctelor care vin de obicei în pachete de doi (mezoni) sau trei (barioni), dintre care cei mai familiari sunt protonul și neutronul-fiecare este format din trei quarci.
există șase tipuri — sau arome — de quark din care să alegeți: sus, jos, ciudat, farmec, jos și sus. Fiecare dintre acestea are, de asemenea, un omolog antimaterie.
în lucrările lor fundamentale din 1964, fizicienii americani Murray Gell-Mann și George Zweig au propus modelul quark și au menționat posibilitatea de a adăuga o pereche quark-antiquark la o configurație minimă de Mezon sau Barion quark pentru a forma tetra – și pentaquarks.
cu toate acestea, fizicienii au avut nevoie de 50 de ani pentru a obține dovezi experimentale neechivoce ale existenței acestor particule exotice.
în aprilie 2014, colaborarea LHCb a publicat măsurători care au demonstrat că particula Z(4430)+ este compusă din patru quarci.
un an mai târziu, fizicienii LHCb au raportat observarea a două pentaquarks, Pc(4450)+ și Pc(4380)+.
„particulele formate din patru quarci sunt deja exotice, iar cea pe care tocmai am descoperit-o este prima care este formată din patru quarci grei de același tip, în special doi quarci charm și doi antiquarci charm”, a declarat Dr.Giovanni Passaleva, purtătorul de cuvânt al colaborării LHCb.
„până în prezent, LHCb și alte experimente au observat doar tetraquarci cu cel mult doi quarci grei și niciunul cu mai mult de doi quarci de același tip.”
echipa LHCb a găsit tetraquarkul X(6900) folosind tehnica de vânătoare a particulelor de a căuta un exces de evenimente de coliziune, cunoscut sub numele de „denivelare”, pe un fundal neted al evenimentelor.
cernerea prin seturile de date complete LHCb din prima și a Doua Rundă A Large Hadron Collider, care a avut loc din 2009 până în 2013 și, respectiv, din 2015 până în 2018, au detectat o ciocnire în distribuția în masă a unei perechi de particule J/ecta, care constau dintr-un quark charm și un antiquark charm.
bumpul are o semnificație statistică de mai mult de cinci deviații standard, pragul obișnuit pentru revendicarea descoperirii unei noi particule și corespunde unei mase la care se estimează că există particule compuse din patru quarci charm.
„aceste particule grele exotice oferă cazuri extreme și totuși teoretic destul de simple cu care să testeze modele care pot fi apoi folosite pentru a explica natura particulelor obișnuite de materie, cum ar fi protonii sau neutronii”, a spus Dr.Chris Parkes, purtătorul de cuvânt al colaborării LHCb.
„prin urmare, este foarte interesant să le vedem în coliziuni la Large Hadron Collider pentru prima dată.”
descoperirea este descrisă într-o lucrare postată pe arXiv.org server de preimprimare.
R. Aaij și colab. (colaborare LHCb). 2020. Observarea structurii în spectrul de masă al perechii J / XV. CERN-EP-2020-115, LHCb-hârtie-2020-011; arXiv: 2006.16957