Коллаборация LHCb сообщила об открытии в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) двух новых барионов. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ЦЕРНа.
Существование частицы Xi_b'- и Xi_b*-, открытых учеными, было предсказано кварковой моделью физики элементарных частиц. Согласно этой теории, все частицы, участвующие в сильном (ядерном) взаимодействии — адроны, состоят из кварков.
Всего в природе существует шесть типов кварков. В свободном состоянии (как отдельные частицы) они не наблюдаются. Кварки имеют дробные электрические заряды. Но состоящие из них адроны — мезоны (частицы с двумя кварками) и барионы (частицы с тремя кварками) в целом имеют заряд -1 или +1.
Новые частицы состоят из трех кварков (прелестного, странного и нижнего) и поэтому относятся к барионам. Из-за того, что кварк третьего поколения (прелестный) тяжелый, новые частицы в шесть раз массивнее протона.
Масса новых частиц также зависит и от их спинов. В Xi_b'- спины двух легких кварков направлены друг против друга, тогда как в Xi_b*- они параллельны, что делает последнюю частицу немного тяжелее.
Xi_b'- и Xi_b*- относятся к обширной группе так называемых резонансов. Их существование известно еще с 1960-х годов; с того времени были открыты десятки таких объектов. Время их жизни составляет порядка 10-22-10-24 секунды.
Как отмечают ученые, обнаружить новые частицы у них получилось достаточно легко, поскольку масса продуктов их распада почти равна массе исходных частиц. Свойства частиц находятся в прекрасном соответствии со Стандартной моделью физики частиц (ее кварковым сектором).
БАК расположен в ЦЕРНе — Европейской организации по ядерным исследованиям. В 2012 году его ученые сообщили об открытии бозона Хиггса. Весной 2015 года после плановой реконструкции коллайдер планируют перезапустить. Основная цель новых экспериментов — изучение свойств бозона Хиггса, а также проверка современных теорий темной материи, дополнительных пространственных измерений и суперсимметрии.
