Фізики ВАК виявили п’ять нових елементарних частинок

Проаналізувавши результати зіткнень, вчені виділили п’ять епізодів, коли детектори колайдера реєстрували сліди, відповідні картині розпаду бозонів сімейства Ωc з кваркової складом [ssc].

Для розуміння суті події знадобиться короткий екскурс в глибини мікросвіту. Все багатство навколишнього  матерії складається всього з п’яти кварків: нижнього (позначається як d), верхнього (u), дивного (s), зачарованого (c) і чарівного (b). Існує і шостий – істинний (t), однак через дуже маленького навіть для мікросвіту часу життя ця надчастинка (по масі вона залишає позаду неабияку частину атомних ядер періодичної системи) не встигає, щоб утворилися, взяти участь в будівництві чогось потужнішого і розпадається «безславно».

З п’яти інших кварків, як з цегли, складаються тисячі достовірно виявлених адронів (включаючи широко відомі протон і нейтрон) і, ймовірно, десятки тисяч ще не відкритих. Такі числа виходять через те, що у фізиці «окремими» частинками вважаються не тільки адрони, що складаються з певного набору кварків, а й їхні збуджені варіації, що відрізняються енергією (т. Е. Масою). Справа в тому, що, маючи номінально той же склад, порушені частинки відрізняються один від одного і від «стандартних» родичів крім маси спіном і характером взаємного руху кварків, а значить – ймовірністю розпаду на ті чи інші складові. Щоб не плутати частки один з одним, на листі їх так і позначають – із зазначенням маси в дужках. Скажімо, основний стан Ωc має масу 2695 МеВ, а перше збуджений стан, яке відрізняється лише сумарним спіном, позначається Ωc (2770). До недавніх пір цим і обмежувалися наші експериментальні знання про баріонів, що позначаються як Ωc і мають склад [ssc].

Учасники колаборації LHCb вирішили заповнити прогалину в знаннях. Для цього ними було виконано аналіз слідів розпаду, зареєстрованих при двох раніше вироблених дослідах із зіткненнями пучків протонів. У мішанині зареєстрованих адронів розшукувалися такі, які по інваріантної масі підходили на роль продуктів розпаду результатів іншого розпаду, що сталося з важливими нас частинками в частках міліметра від місця їх народження. Саме через стислості існування зареєструвати їх безпосередньо неможливо – залишається вести підрахунок підсумків.

У декількох сотнях тисяч випадків такі знайшлися, що дозволило побудувати статистично достовірний графік ,  наведений на малюнку. На ньому чітко видно п’ять сплесків – саме так виглядають мікрочастинки в макросвіті. Ніяких припущень про їх властивості поки не робиться, це прерогатива майбутніх вчених, в першу чергу теоретиків.