A Large Hadron Collider egyik detektorja felfedezett egy új részecskét, amely négy elbűvölt kvarkból áll. A fizikusok úgy vélik, hogy ez a részecskék leírhatatlan osztályának első képviselője.
A di-J / ψ jelöltek (jobb alsó) kétdimenziós eloszlása és vetületei a (bal alsó) M (1) μμ és (felső) M (2) μμ -re. Négy komponens van jelen, mivel minden vetítés jel és háttér J / ψJ / ψ jelöltekből áll. A J / ψ1, 2 és bkg1,2 címkék jelzik a jel és a háttér hozzájárulását az M (1), (2) μμ eloszláshoz.
Az LHCb (Large Hadron Collider szépségkísérlet) együttműködésével új típusú négykvarckrészecskét találtak, amelyet még soha nem láttak. A felfedezést egy nemrégiben megrendezett szemináriumon mutatták be a CERN-en, és azt egy arXiv preprint oldalról szóló cikk is ismerteti. Ez a felfedezés segít a tudósoknak megérteni a kvarkokat - az univerzum standard modelljének alapvető részecskéit.
Általában kettő (kvark - antikvar) vagy három csoportban egyesülnek, hogy protonokat és neutronokat képezzenek. A nagyobb részecskéket egzotikusnak tekintik, ám a tudósok régóta feltételezték, hogy négy vagy öt kvarkból állhatnak (az úgynevezett tetrakvarkokból és ötkvarkokból). Az elmúlt években a nagy hadroncsatorna (LHC) kísérletei megerősítették az ilyen hadronok létezését. Ideálisak az erőteljes nukleáris erő tanulmányozására, az univerzum négy alapvető erőének egyikére, amely a protonokat, neutronokat és atommagokat köti össze.
"Az a részecske, amelyet most felfedeztünk, az első, amely azonos típusú nehéz kvarkokból áll: két elbűvölt kvarkból és régiségből" - mondja Giovanni Passaleva az LHCb szóvivője. "Eddig az LHCb és más kísérletek csak tetrakvarkokat rögzítettek, legfeljebb két nehéz kvarccal, és egyikükben sem volt kettőnél több azonos típusú kvark."
Új T cccc tetrakvarkok keresésére az LHCb csapata kiszámította a lehetséges tömegüket és megvizsgálta az érzékelőn az LHC első és második indításának időszakában (2009-2013) és a 2015-2018-ban kapott adatokat. Két energiát észlelt a 6900 és a 6400-6600 megaelektronvolt tartományban. A kapott eredmények leírására a tudósok több mint öt standard eltérést találtak a 6200-7400 megaelektronvolta tartományban. Ez elegendő egy új részecske felfedezésének bejelentéséhez. Ezenkívül az ilyen ugrások megfelelnek a T cccc tömegnek. "Ez a részecske egyedülálló - egy egzotikus hadron, amely négy kvarkot tartalmaz kettő vagy három helyett az anyag rendes részecskéiben, és az első nehéz kvarkokat tartalmaz" - mondják a tudósok.
Még nem világos, hogy az új részecske "igazi tetrakvark", vagyis szorosan megkötött négy kvark rendszere, vagy két rendes párból áll-e. Mindenesetre az új részecske segíti az elméleteket a kvantum-kromodinamika modelleinek tesztelésében, amely leírja a részecskék erős kölcsönhatását. A szerzők az LHCb harmadik bevezetésekor, 2021 márciusában kívánják folytatni a kutatást.