Физики обнаружили два типа адрона

Международные ученые-физики работали над экспериментом Belle на знаменитом электрон-позитронном коллайдере B-factory, который расположен в Японии в центре ядерных исследований КЕК, когда внезапно обнаружили два новых экзотических адрона.

Адронами в физике называются частицы, которые состоят из элементарных частиц или кварков. Самыми известными адронами в науке и обывателю являются нейтроны и протоны. Все они состоят из трех элементарных частиц-кварков и принадлежат к классу барионов. Из этих барионов состоит большая часть нашей Вселенной. Существует еще один тип адронов, который получил название мезонов. Мезоны состоят уже из двух кварков, а вот недавно обнаруженные в Японии частицы состоят из четырех кварков. Существование подобных адронов учеными даже не было предсказано.

Только в 2000-х годах, используя ускоритель B-factory, физики предположили существование экзотических адронов, которые еще назвали тетракварками. Тогда было найдено около десяти так называемых тетракварков. Свойства тетракварка напоминали свойства «очарованного» мезона. Состояла необычная частица из пары очарованного кварка и антикварка, но в отличие от обычного мезона масса этой частицы была в 4-4,5 раза тяжелее протона. Тогда ученые предположили, что в состав этого адрона входит еще одна пара кварков.

Найденные сейчас учеными экзотические адроны по массе превосходят все прежде обнаруженные частицы. Состоят они из очень тяжелых кварков - b-кварков, которые по тяжести стоят на втором месте после самых тяжелых топ-кварков. Новые частицы физики обозначили Zb. В состав экзотических адронов входят b-антикварки и b-кварки. Собственно эта пара и образует b-мезоны, но найденные экзотические адроны во много раз тяжелее обычных b-мезонов. Масса предполагаемых тетракварков составляет примерно 10,61 гигаэлектронвольт на скорость света в квадрате, а это в 11 раз тяжелее массы протона. Кроме того экзотические адроны обладают электрическим зарядом, в то время как b-мезоны в этом плане нейтральны. Следовательно, в состав новых частиц должна входить еще одна пара кварков, например, u-кварк и анти-d-кварк.

Появление этих частиц физики зафиксировали во время столкновения в ускорителе позитронов и электронов. Результатом этого столкновения становилось рождение частиц Zb и пи-мезона. Zb затем распадался на мезон и пи-мезон. Мезон, состоящий из b и анти-b-кварка, распадался на два мюона – это частицы, принадлежащие к тому же классу, что и  электроны, но превосходящие последний по массе в 206,7 раз. Детекторы электрон-позитронного коллайдера зафиксировали собственно конечное звено цепочки, то есть мюоны.

В эксперименте Belle участвуют ученые из многих стран, в том числе и из России из Института теоретической и экспериментальной физики. Начался эксперимент еще в 1999 году. Основной целью эксперимента стало обнаружение причин нарушений симметрии между антиматерией и материей.

Новость подготовила Оксана Скрипко

• Захороненные формы рельефа раскрывают древнее ледниковое прошлое Северного моря
• Гималаи разрушили 30% континентальной коры в зоне столкновения
• Западные пограничные течения и их влияние на климат
• Резьба на древнем памятнике может быть самым старым календарем в мире
• Учёные предлагают рекомендации по исследованию солнечного геоинжиниринга
• Странная цифровая маска гарантирует, что люди будут держаться на расстоянии
• Удивительное открытие: свет может заставить воду испаряться без нагревания
• Археологи обнаружили самую древнюю деревянную структуру в мире