«Это единственный известный науке дважды очарованный тетракварк – он содержит сразу два очарованных кварка, но не имеет в своем составе очарованных антикварков. Кроме того, это рекордсмен-долгожитель – время его жизни примерно в 10-500 раз больше частиц с похожей массой», – передает РИА «Новости» сообщение пресс-службы.
Детектор LHCb, один из четырех «больших» экспериментов на БАК, был создан физиками и инженерами ЦЕРН для поиска частиц, которые не вписываются в Стандартную модель физики и обладают слишком большой массой для того, чтобы их можно было искать напрямую. Научная команда LHCb преимущественно изучает то, как распадаются так называемые B-мезоны, состоящие из «прелестного» кварка и некоторых других элементарных частиц.
Эти распады, как обнаружили ученые еще в первые годы работы коллайдера, периодически приводят к рождению так называемых тетракварков и пентакварков – короткоживущих тяжелых частиц, состоящих из четырех или пяти кварков. Первые следы их существования были открыты еще на ускорителях Belle и «Тэватрон», однако наблюдения за их распадами на БАК убедили физиков в том, что наблюдаемые ими частицы вполне реальны, а не представляют собой пару из связанных мезонов.
Российские и зарубежные физики пополнили список подобных экзотических частиц, анализируя информацию, собранную на БАК в ходе прошлых циклов работы при помощи новых алгоритмов обработки данных. Эти поиски помогли ученым обнаружить уникальный тетракварк, отличающийся по своей структуре и свойствам от всех других частиц, состоящих из четырех кварков.
Как объясняют исследователи, все остальные тетракварки объединяет то, что в них всегда присутствует очарованный кварк и антикварк. В открытой же специалистами ЦЕРН частице Tcc+ содержатся два очарованных кварка и два легких антикварка, что радикально отличает ее от всех других экзотических частиц и указывает на существование целого класса сверхтяжелых частиц с подобным составом.
Также новооткрытая частица отличается необычно большими размерами, низкой плотностью и долгим временем жизни для тетракварков подобной массы. Оба этих свойства, как предполагают ученые, отражают ее уникальное внутреннее устройство, которое физикам еще предстоит изучить.
В частности, ученые предполагают, что Tcc+ может представлять собой своеобразную кварковую молекулу, состоящую из двух более легких частиц-мезонов, или же аналог атома, ядро которого сложено из тяжелых очарованных кварков, а роль «электронов» на себя берут легкие антикварки. Последующие опыты на БАК и строящейся установке «Супер Чарм-Тау Фабрика», как надеются участники LHCb, помогут получить ответ на этот вопрос.
Ранее исследователи из НИТУ «МИСиС» создали прототип новой ловушки для элементарных частиц, возникающих внутри детектора LHCb в составе Большого адронного коллайдера.