Физики, работающие на Большом адронном коллайдере, обнаружили две совершенно новые частицы и «следы» третьей частицы при столкновениях протонов высокой энергии. Будущие исследования свойств этих новых частиц прольют свет на сильное взаимодействие, которое связывает субатомные частицы, называемые кварками.
Новые частицы, существование которых было предсказано кварковой моделью, принадлежат к тому же семейству, что и барионы, состоящие из трех кварков. Но кварки, содержащиеся в новых частицах, различны. В то время как протоны содержат два верхних кварка и один нижний кварк, частицы, обозначенные как Σb (6097)+ и Σb (6097), состоят из двух верхних и одного прелестного кварка соответственно, а другая частица из двух нижних кварка и одного прелестного соответственно.
Четыре связанные частицы, известные как Σb +, Σb-, Σb * + и Σb *, уже наблюдались в эксперименте Фермилаба и впервые удалось найти два эквивалента этих частиц с более высокими массами.
Исследователи также обнаружили следы третьей частицы Zc- (4100), состоящей из четырех кварков – более конкретно, двух кварков и двух антикварков. Два из них – тяжелые кварки. Существование таких экзотических мезонов, как тетракварки, как и у пенткварков, было предсказано давно, но только относительно недавно они были обнаружены.
Новые частицы были идентифицированы детектором LHCb с помощью классической техники поиска частиц, которая предполагает поиск избытка столкновения на фоне событий данных, собранных во время столкновений частиц. Число 6097 в названиях относится к приблизительной массе новых частиц, заданных в мегаэлектронвольтах (МэВ).