Viens no lielā hadronu sadursmju detektoriem ir atklājis jaunu daļiņu, kas sastāv no četriem apburošiem kvarkiem. Fiziķi uzskata, ka šis ir pirmais neaprakstāmo daļiņu klases pārstāvis.
Di-J / ψ kandidātu (apakšējā labajā pusē) divdimensiju sadalījums un tā projekcijas uz (apakšējo kreiso) M (1) μμ un (augšējo) M (2) μμ. Tajā ir četri komponenti, jo katra projekcija sastāv no signāla un fona J / ψJ / ψ kandidātiem. Marķējumi J / ψ1, 2 un bkg1,2 attiecīgi norāda signāla un fona ieguldījumu sadalījumā M (1), (2) μμ.
LHCb (liela Hadron Collider skaistuma eksperimenta) sadarbībā ir atrasts jauns četru kvarku daļiņu tips, kāds vēl nekad nav redzēts. Atklājums tika prezentēts nesenajā seminārā CERN, un tas ir aprakstīts arī rakstā arXiv pirmsdrukas vietnē. Šis atklājums palīdzēs zinātniekiem izprast kvarkus - Visuma standarta modeļa pamatdaļiņas.
Parasti tie apvienojas divās grupās (kvarks - antikvarks) vai trīs, veidojot protonus un neitronus. Lielākas daļiņas tiek uzskatītas par eksotiskām, taču zinātnieki jau sen ir pieņēmuši, ka tās var sastāvēt no četriem vai pieciem kvarkiem (tā dēvētie tetrakvarki un pentakvarki). Pēdējos gados eksperimenti lielajā hadronu sadursmē (LHC) ir apstiprinājuši šādu hadronu esamību. Tie ir ideāli piemēroti spēcīga kodola spēka izpētei - vienam no četriem Visuma pamata spēkiem, kas kopā saista protonus, neitronus un atomu kodolus.
"Daļiņa, kuru mēs tikko atklājām, ir pirmā, kas sastāv no tāda paša veida smagiem kvarkiem: diviem apburošiem kvarkiem un antikvarkiem," saka LHCb pārstāve Džovanni Passaleva. "Līdz šim LHCb un citos eksperimentos ir reģistrēti tikai tetrakvarki ar ne vairāk kā diviem smagiem kvarkiem, un nevienā no tiem nebija vairāk par diviem viena veida kvarkiem."
Lai meklētu jaunus tetrakvarkus T cccc, LHCb komanda aprēķināja to iespējamo masu un pētīja datus, kas iegūti detektorā LHC pirmās un otrās palaišanas periodos 2009.-2013. Un 2015.-2018. Viņa atrada divus enerģijas pieaugumus 6900 un 6400–6600 megaelektronvoltu diapazonā. Mēģinot aprakstīt iegūtos rezultātus, zinātnieki atrada vairāk nekā piecas standarta novirzes diapazonā no 6200 līdz 7400 megaelektronvoltu. Tas ir pietiekami, lai paziņotu par jaunas daļiņas atklāšanu. Turklāt šādi lēcieni atbilst masai T cccc. "Šī daļiņa ir unikāla - eksotisks hadrons, kas parastajās matērijas daļiņās satur četrus kvarkus, nevis divus vai trīs, un pirmais satur smagos kvarkus," saka zinātnieki.
Pagaidām nav skaidrs, vai jaunā daļiņa ir “īsta tetrakvarka”, tas ir, cieši saistītu četru kvarku sistēma, vai arī tā sastāv no diviem parastajiem pāriem. Jebkurā gadījumā jaunā daļiņa palīdzēs teorētiķiem pārbaudīt kvantu hromodinamikas modeļus, kas apraksta spēcīgu daļiņu mijiedarbību. Autori plāno turpināt pētījumu LHCb trešās atklāšanas laikā, 2021. gada martā.