W CERN zidentyfikowano nową, nietypową cząstkę

Fizycy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) poinformowali o odkryciu nowej cząstki o nietypowych właściwościach. To barion Xi-cc ++. Istnienie cząstki zostało przewidziane teoretycznie, ale teraz po raz pierwszy udało się ją zidentyfikować w warunkach doświadczalnych.

Nowa cząstka – barion Xi-cc ++, składa się z dwóch kwarków powabnych i jednego kwarku górnego. Jej odkrycie było oczekiwane przez badaczy, bo istnienie tego typu cząstki było przewidziane na podstawie obecnych teorii, jednak do tej pory umykała ona naukowcom. To pierwszy raz, kiedy udało się potwierdzić jej istnienie doświadczalnie.

Prawie cały świat wokół nas zbudowany jest z barionów, które są powszechnymi cząstkami złożonymi z trzech kwarków. Najbardziej znane to protony i neutrony. Te z kolei składają się z jeszcze mniejszych cząstek zwanych kwarkami. Kwarki łączą się na różne sposoby tworząc różne rodzaje cząstek. Jest ich sześć i mogą być lekkie lub ciężkie.

Dotychczas badaczom udało się obserwować bariony złożone z najwyżej jednego ciężkiego kwarka. Nowa cząstka posiada jednak dwa ciężkie kwarki i jeden lekki. Fizycy od lat szukali cząstki z dwoma ciężkimi kwarkami. Nowa cząstka jest niestabilna i istnieje jedynie ułamek sekundy.

– Cząstka Xi-cc ++ jest prawie cztery razy cięższa od pozostałych barionów. Znalezienie ciężkiego barionu jest bardzo interesujące, ponieważ dostarczy unikatowego narzędzia do dalszej analizy chromodynamiki kwantowej, teorii opisującej tzw. oddziaływania silne, które są jedną z czterech podstawowych sił – powiedział Giovanni Passaleva, nowy rzecznik LHCb.

LHCb (Large Hadron Collider beaty) to detektor cząstek elementarnych przy LHC. Służy do obserwacji rozpadów mezonów B i ma pomóc wyjaśnić, jak zbudowany jest świat.

– W przeciwieństwie do innych barionów, w których trzy kwarki wykonują skomplikowany taniec wokół siebie, taki ciężki barion powinien zachowywać się jak system planetarny, w którym dwa ciężkie kwarki odgrywają rolę gwiazd krążących wokół siebie, z lżejszym kwarkiem krążącym wokół tego układu podwójnego – wyjaśnił profesor Guy Wilkinson z Uniwersytetu w Oxfordzie, były rzecznik LHCb.

Pomiar właściwości Xi-cc ++ pomoże ustalić, jak zachowuje się system dwóch ciężkich kwarków i jednego lekkiego. Odkrycie nowej cząstki wzbudza oczekiwania na zidentyfikowanie innych przedstawicieli rodziny ciężkich barionów.

O nowym odkryciu poinformowano na konferencji fizycznej w Wenecji w ubiegłym tygodniu. Zidentyfikowanie nowej cząstki zostało przedstawione również w renomowanym piśmie „Physical Review Letters”.

 

 

Źródło: CERN, fot. Daniel Dominguez/CERN