Данные, полученные детектором Большого Адронного Коллайдера (LHCb, Large Hadron Collider beauty experiment), позволили открыть две новые не наблюдавшиеся ранее элементарные частицы. Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters, препринт доступен на сайте arXiv.org.


Рабочая группа детектора LHCb объявила об открытии двух новых барионов — частиц, состоящих из кварков, не являющихся античастицами друг другу (в этом отличие барионов от мезонов, сложенных из пар кварк-антикварк). Статистическая значимость полученных пиков — 10 сигма, что позволяет уверенно говорить о состоявшемся открытии (условной границей статистической значимости в физике элементарных частиц принято считать пять сигма).

Оба бариона сложены из нижнего (d), странного (s) и прелестного (b) кварков, и это роднит их с частицей Ξ_b⁰, открытой на LHCb в 2012 году — там вместо d-кварка находится верхний (u) кварк. Названия кварков не несут физического смысла и служат исключительно для различения их видов, которых всего в настоящее время насчитывают 6.

Отличаются новые частицы только взаимной ориентацией спинов d- и s-кварков. У частицы, получившей обозначение Ξ_b^'-, они направлены в противоположных направлениях, а у частицы Ξ_b^*- — в одном и том же. Направленность спинов в противоположные стороны более энергетически выгодно, и это приводит к тому, что барион Ξ_b^*- обладает чуть более высокой энергией и, таким образом, несколько большей массой.

Полученный результат хорошо показывает, насколько эффективным для научных исследований в области физики элементарных частиц является повышение разрешающей способности измерений — одной из этих частиц соответствует достаточно узкий пик графика. Кроме того, эти частицы были предсказаны Стандартной моделью, а их поведение вполне укладывается в представления о квантовой хромодинамике (разделу физики, описывающему так называемое сильное взаимодействие).

Подтверждение Стандартной модели — это нетривиальный результат, хотя и не столь желанный, как какое-либо от нее отклонение. Отклонение означало бы, что физики нащупали выход «за пределы» Стандартной модели, что было бы предвестником множества новых открытий.

Источник: http://phys.org/news/2014-11-lhcb-baryon-particles.html
Перевод: Алексей Чепига https://vk.com/wall-74404187_38966?w=page-74404187_49324725