Открытие нового чармония позволит уточнить Стандартную модель.
С 25 февраля по 1 марта в новосибирском Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН проходит «Международное совещание по электрон-позитронным столкновениям в области энергии от Phi до Psi». На нем новосибирцы рассказали гостям о новых достижениях Коллаборации LHCb (работает на Большом адронном коллайдере в CERN, Европейской организации по ядерным исследованиям). Коллаборация, в которую входят сам ИЯФ и Новосибирский госуниверситет (НГУ) открыла новое состояние очарованных кварков и очарованных антикварков.
Очарованные кварки и антикварки физики предсказали в 1970 году, а обнаружили в 1974-м. Эти частицы с массой чуть больше протонной, в 20 тысяч раз меньше протона и не имеют структуры. Объединившись между собой, очарованные кварки и очарованные антикварки образуют составные частицы, которые называют чармониями. Существует множество видов чармониев. И один из ранее никем не обнаруженных чармониев удалось найти коллаборации LHCb. Частицу назвали ψ3 (пси3).
– Чармонии – очень большой класс частиц, среди которых известно более 20 состояний. Но в этом классе есть и белые пятна – частицы, которые предсказаны моделью, но никто не наблюдал в эксперименте. Много лет их искали, но не находили, – рассказал сотрудник коллаборации LHCb, старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики, кандидат физико-математических наук Иван Беляев. – Сигнал от частицы, который мы увидели, обладал удивительным свойством – он был очень узким, хотя для частиц с данной массой типичная ширина должна была быть в 10-20 раз больше. В течение полугода мы проверяли, не ошиблись ли – это первое, что должен сделать физик, когда получает такую красивую картинку. Но теперь уже точно есть повод для радости – мы увидели ту частицу, которою долгое время не удавалось обнаружить.
Новая частица – чармоний ранее необнаруженного состояния со спином 3 (спин – это момент собственного квантового импульса частицы – характеризует внутреннее вращение). Однако, отмечают ученые, кое-что в открытии предстоит в скором будущем проверить на японской установке.
Хотя все признаки новой частицы налицо, массы частицы и ширины сигнала, по которой ее удалось засечь, пока недостаточно, чтобы однозначно утверждать, открывал ли кто-то прежде этот чармоний. В ближайшее время ученым предстоит собрать больше статистики о новой частице.
Как прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, заведующий кафедрой физико-технической информатики ФФ НГУ, сотрудник коллаборации LHCb, кандидат физико-математических наук Павел Кроковный, открытия в области физики высоких энергий обычно необходимо проверять на других установках в независимых экспериментах.
Опыты на Большом адронном коллайдере проводят при столкновении протонов и протонов. В ближайшее время ИЯФ проверит открытие в ходе другого эксперимента, в Японии. И, поскольку тамошний коллайдер сталкивает другие частицы – электроны и позитроны – физики надеются, что наблюдать рождение ψ3 на нем не удастся. Если так и произойдет, значит коллаборация в CERN действительно нашла новый чармоний. Это позволит уточнить Стандартную модель, убеждены ученые.Эксперимент начнется 11 марта.
Ранее стало известно, что терагерцевый лазер ИЯФа нашинковал мышечную ткань как капусту.
