Физики открыли новую элементарную частицу

Физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера (БАК) обнаружили ранее неизвестную частицу - возбужденный прелестный кси-барион. Работа будет опубликована в журнале Physical Review Letters. Препринт статьи доступен на сайте Корнельского университета, а краткое содержание эксперимента можно прочитать на сайте ЦЕРН.

Открытие основано на наблюдениях результатов столкновений протонов, разогнанных в БАК. Эксперименты проводились в 2011 году, при этом энергия столкновений достигала 7 тераэлектронвольт. Частица была обнаружена при наблюдении результатов ее распада, анализ которого позволил установить массу новой частицы - 5945.0 ± 2.8 мегаэлектронвольт (в физике элементарных частиц масса и энергия измеряется в одних и тех же величинах). Это значительно больше, чем масса такой же частицы в невозбужденном состоянии, которую в 2011 году обнаружили физики, работающие на другом ускорителе - Теватрон в США.

Возбужденный прелестный кси-барион (Ξb*0), как и все барионы, в том числе протоны и нейтроны, состоит из трех кварков. Кварки имеют шесть сортов или "ароматов", и, сочетаясь в разных комбинациях, образуют наблюдаемые элементарные частицы. Обнаруженный кси-барион состоит из верхнего прелестного и странного кварков. Отрицательные заряды прелестного и странного кварков (по трети заряда электрона) компенсируются положительным зарядом верхнего кварка (две трети заряда электрона), поэтому в целом частица электрически нейтральна.

Детектор CMS (компактный мюонный соленоид), данные которого были использованы в данной работе - только один из детекторов столкновения частиц, установленных на БАК. Разные детекторы "специализируются" на поиске частиц разной массы с помощью разных технологий.

Недавно физики, работающие на БАК доложили о достижении рекордной светимости прибора - характеристики, отражающей частоту производимых столкновений, и скорость накопления экспериментальных данных.