Нова виявлена частинка може допомогти нам краще зрозуміти, що керує всесвітом

Carlo Fachini/Flickr

Дослідники, що працюють на Великому адронному колайдері, виявили нову частинку: Хicc++. Дворазово заряджена, двічі зачарована xi-частинка може містити відповіді про фізику первозданного всесвіту.

Частинка Xicc++

Дослідники Великого адронного коллайдера ЦЕРН (LHC) виявили нову частинку в своїй роботі над експериментом LHC beauty (LHCb). Стандартна модель фізики частинок пророкує, що частинки, такі як частка Xicc ++, також звані двузарядних, двічі зачарованої xi-часткою, існують, але це відкриття вперше підтверджує, що вони насправді там. Відкриття підтверджує стандартну модель, але насправді має набагато більше значення: воно також може допомогти нам краще зрозуміти фізику частинок взагалі, а також основні сили, які керують Всесвіту.

Xicc++ - це баріон, що є частиною сімейства «двічі зачарованих» баріонів. Це сімейство частинок містить звичайнісіньке речовина і включає нейтрони і протони. Все баріони складаються з трьох кварків, свого роду основний частки. Існує шість типів кварків: два - світлі (вгору і вниз кварки), а чотири - важкі (дно або краса, верх або істина, дивина і чарівність).

Різні види баріонів складаються з різних видів кварків; Дворазово зачарований баріон має два вогнищевих кварка і один кварк. Теоретично ви можете комбінувати будь-яке з шести різновидів кварків в будь-якій комбінації, щоб створити діапазон баріонів, але багато можливі комбінації ніколи не спостерігалися. До сих пір це було справедливо для двічі зарядженої, двічі зачарованої частки xi.

Xicc++ також особливий, тому що це перший баріон, фактично спостерігається, який має більше одного важкого кварка (крім непідтвердженою частки SELEX з 2002 року). В інших баріонів три кварка зазвичай обертаються навколо один одного однаково. Навпаки, дослідники з LHCb вважають, що більш легкий кварк обертає два вогнищевих кварка, які знаходяться в центрі Xicc ++.

Основні сили

Частка SELEX з 2002 року була дуже схожа: вона називалася Xicc +, тому що вона була однозарядної і двічі зачарована, у неї була зовсім інша маса. Це - поряд з нездатністю інших підтвердити спостереження і статистичну значущість всього 4,8 сигма - зробити результат SELEX менш переконливим. Xicc ++ в чотири рази важче протона через його додаткової маси, вагою близько 3621 мегаелектронвольт. Цей масовий результат очікується на основі складу частки, а результати мають статистичну значущість, велику, ніж 7 сигма.

«Чудово бачити, що одна з можливих комбінацій кварків в нову складову частку поводиться, як і очікувалося, як і було передбачено в нашій надійної стандартної моделі», фізик частинок CERN Фрейя Блекман, яка не брала участі в дослідженні, Сказав WIRED. «Звичайно, ми знаємо, що при екстремальних енергіях стандартна модель ламається, а той факт, що як масивні нейтрино, так і темна матерія не описані. Але для кварків і частинок, які складаються з кварків, стандартна модель представляється реальною угодою, повної і повної теорією».

Дослідники також сподіваються, що вивчення частки Xicc ++ допоможе їм перевірити теорію сильної сили, що описує силу, яка утримує кварки разом в баріонів. «Ми розуміємо, що в природі існують більш складні структури, ніж ми думали раніше», - сказав «Гізмодо» фізик Сіракузького університету і член LHCb Шелдон Стоун. І хоча частка Xicc ++ може спостерігатися тільки на Землі в експериментах, вона, ймовірно, існувала в початкові часи відразу після Великого вибуху. Освоєння сил, що утримують кварки разом, могло б глибоко проникнути в фізику Всесвіту в зародковому стані.

Література: Новий вчений, WIRED UK, Gizmodo