Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
В начале этого года в рамках эксперимента LHCb ученые получили данные, указывающие на открытие двух новых элементарных частиц. Скорее всего они принадлежат к семейству ?b– барионов, находящихся в возбужденном состоянии. Физики отмечают, что возбужденное состояние ?b– наблюдалось впервые.
Столкновение протонов на БАК – это уникальный источник новых частиц. LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) входит в четверку ключевых экспериментов на БАК. Основными объектами исследования LHCb являются субатомные частицы, содержащие в своем составе так называемый "прелестный" (b) кварк (литера "b" означает "beauty" ("прелесть")).
В семействах элементарных частиц существуют долгоживущие основные состояния, характеризующиеся минимальной энергией, и возбужденные состояния. Основные состояния распадаются под действием слабого взаимодействия, а возбужденные - под действием сильного или электромагнитного взаимодействий.
До 2020 года для семейства прелестных ?b– барионов было известно лишь основное состояние. В январе 2020 года исследователи LHCb объявили об обнаружении новых сигналов, которые указывают на существование возбужденных состояний ?b–. Открытие было сделано в результате наблюдения за распадом новых частиц. Оказалось, что в процессе распада ?b– барионов образуются две частицы - прелестный барион ?b0 и K– – мезон. Именно это позволило сделать вывод о существовании возбужденного состояния ?b– барионов. K–- мезон напрямую регистрировался с помощью экспериментальной установки LHCb, а барион ?b0 – по дочерним частицам, на которые он распадался.
Исследователи LHCb проанализировали все данные, набранные в ходе первого и второго этапа работы БАК (2011-2018 годы), и определили массы новых ?b– барионов. Также удалось выяснить, что возбужденные барионы живут довольно долго по меркам процессов, проходящих под влиянием сильного взаимодействия. Для окончательного прояснения природы структур, открытых физиками в ходе LHCb, планируется провести новые измерения, чтобы набрать необходимые экспериментальные данные.