LHC продолжает открывать новые тяжелые барионы

Наглядная классификация некоторых семейств прелестных барионов вместе с их кварковым составом
Наглядная классификация некоторых семейств прелестных барионов вместе с их кварковым составом. Полную интерактивную модель см. на сайте Things Made Thinkable

Один из пунктов научной программы Большого адронного коллайдера касается изучения так называемых прелестных адронов. Он включает в себя, среди прочего, и открытие новых частиц, которые не смогли «разглядеть» предыдущие ускорители. Так, полгода назад об открытии мезона χb(3P) сообщила коллаборация ATLAS (публикация в журнале Phys. Rev. Lett., препринт arXiv:1112.5154). Три недели назад «свою» частицу, Ξb*0, обнаружил детектор CMS (препринт arXiv:1204.5955). Подробности процесса рождения и описание цепочки распада этой частицы см. на сайте CMS в блоге Томмасо Дориго. А на днях уже коллаборация LHCb объявила о наблюдении двух новых частиц в семействе Λb-барионов (препринт arXiv:1205.3452, см. также некоторые подробности на сайте коллаборации).

С одной стороны, это действительно новые частицы, со своими массами, процессами рождения и каналами распада. Но с другой стороны, их существование не вызывает у физиков никакого удивления; это были вполне ожидаемые адроны, состоящие из уже известных кварков.

Прелестные адроны — это кварк-антикварковые пары или кварковые тройки с участием тяжелого b-кварка, называемого на физическом жаргоне «прелестным». Эти адроны образуют несколько семейств частиц с похожими свойствами. Каждое семейство характеризуется своим кварковым составом, а разные частицы внутри одного семейства различаются лишь тем, как кварки движутся относительно друг друга. Скажем, частица χb(3P) состоит из b-анти-b-пары, находящейся в состоянии радиального и орбитального возбуждения. Открытая коллаборацией CMS частица Ξb*0 — это одно из возбужденных состояний в трехкварковой системе usb. А обе частицы, обнаруженные LHCb, представляют собой орбитальные возбуждения кварковой тройки udb.

Эта классификация возбуждений не зря напоминает классификацию электронных состояний в атоме. Разные семейства адронов в чём-то напоминают атомы разных элементов, а разные частицы внутри семейства соответствуют возбужденным состояниям какого-то определенного атома. Просто в атомной физике возбужденные состояния атомов не принято обозначать другими буквами, а в физике элементарных частиц каждое возбужденное состояние считается отдельной частицей. Формально, в каждом семействе может быть много частиц, но просто слишком возбужденные адроны настолько нестабильны, что они распадаются исключительно быстро, и заметить их становится невозможно.

Вообще, открытия новых адронов происходят довольно регулярно. Особого ажиотажа они обычно не вызывают, поскольку они вписываются в ожидаемую схему устройства адронов. Впрочем, иногда случается так, что новым адронам не находится места в стандартной схеме (как в случае многокварковых состояний) или их свойства заметно отличаются от теоретических предсказаний. В этих случаях теоретики бросаются объяснять полученные результаты с разных точек зрения, а экспериментаторы стараются выжать из данных как можно больше сведений. Однако ни с какими из перечисленных выше прелестных адронов особых загадок, по-видимому, пока не связано.


18
Показать комментарии (18)
Свернуть комментарии (18)

  • Angl  | 18.05.2012 | 10:41 Ответить
    А возможна ли с барионами такая ситуация, как, например, с каонами К0? Когда вообще непонятно, из каких кварков барион, так как он является суперпозицией.
    Ответить
    • spark > Angl | 18.05.2012 | 18:04 Ответить
      Для суперпозиции нужны два очень близких (а лучше — вырожденных) по массе состояния и взаимодействие, переводящее одно в другое. В случае мезонов есть кварк-антикварковые пары, поэтому состояния типа s-анти-d и d-анти-s вырождены по массе, и слабое взаимодействие умеет переводить одно в другое. В случае барионов только кварки, а у них массы разные, поэтому скажем, s не превратится в d (так же как и осцилляций мюона в электрон не наблюдается, несмотря на то, что есть осцилляции нейтрино). Впрочем, если существуют гипотетические силы, нарушающие барионное число, то возможны осцилляции типа нейтрон в антинейтрон. Такие осцилляции в эксперименте ищут, но безуспешно.
      Ответить
      • promet21 > spark | 22.05.2012 | 00:18 Ответить
        Когда же, наконец, откроют что-либо существенное из Новой физики. Или же придется ждать существенного увеличения энергии лучей ускорителя. Даже 8 ТэВ маловато для выхода в область BSM.
        Ответить
        • spark > promet21 | 23.05.2012 | 08:50 Ответить
          > Когда же, наконец, откроют что-либо существенное из Новой физики.

          Это главный вопрос последних лет в физике элементарных частиц. :)
          Ответить
          • promet21 > spark | 23.05.2012 | 21:53 Ответить
            Я видел в файлах из arxiv-а даже в 2005-06 годах, как выискивают Новую физику. В анализе распадов тех же B-мезонов с хитрыми сочетаниями кварков распада. Спецматематика и спецграфика открывают в них скрытую Новую физику. Я уверен, что в дальнейшем её найдут в явном виде.
            Ответить
            • Yang :-) > promet21 | 24.05.2012 | 08:09 Ответить
              http://prd.aps.org/abstract/PRD/v85/i9/e095020 "Techni-dilaton at 125 GeV"
              И почему для некоторых все так однобоко и однозначно?
              Ответить
              • promet21 > Yang :-) | 25.05.2012 | 14:41 Ответить
                New Physics in b - sss Decay (hep-ph/0504173v1). Модельно-независимый анализ отношений бренчингов относительно редких распадов.
                Ответить
                • kbob > promet21 | 28.05.2012 | 16:48 Ответить
                  Еще сообщение про новую физику, за пределами стандартной модели
                  http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/
                  Ответить
  • feb7  | 18.06.2012 | 08:24 Ответить
    Простите за офтоп, но у меня просьба к редакции. Нельзя ли на сайте завести страничку, подобную LHC, посвященную строительству ITER? Полагаю, не мне одному будет интересно. Спасибо.
    Ответить
    • ovz > feb7 | 22.06.2012 | 17:31 Ответить
      Раз уж пошел офтоп, добавлю свое предложение.
      Мне кажется пора изменить раздел "о проекте". Как то режут слух фразы:
      "В 2008 году начинаются эксперименты ...", "В преддверии его запуска...".
      В общем будущее стало уже настоящим.
      Ответить
      • spark > ovz | 22.06.2012 | 19:05 Ответить
        Согласен, надо бы переписать. Внутри страничек тоже есть куски, которые уже давно устарели.
        Ответить
        • promet21 > spark | 25.06.2012 | 19:12 Ответить
          Может быть что-то и устарело, но зато можно отслеживать историю LHC. Как всё происходило, день за днём. Мне кажется, эта информация тоже не лишняя!
          Ответить
    • spark > feb7 | 22.06.2012 | 19:06 Ответить
      Ну вы, я думаю, понимаете, что всё упирается не в то, чтоб создать раздел, а в то, чтоб нашелся человек, который будет его вести.
      Ответить
      • feb7 > spark | 23.06.2012 | 17:08 Ответить
        ну, было бы решение редакции сайта, а уж найти человека.....среди завсегдатаев Элементов в кого ни плюнешь - либо php-программер, либо копирайтер, либо web-дизайнер или верстальщик....
        Ответить
        • spark > feb7 | 23.06.2012 | 19:52 Ответить
          Вы ставите всё с ног на голову. В таком разделе главное — правильная и интересная информация, а для того, чтобы ее изложить — нужен специалист в этой теме. Вот если бы такой человек нашелся и готов был бы работать, то уж создать раздел будет технически несложно.
          Ответить
          • feb7 > spark | 24.06.2012 | 03:48 Ответить
            Нет. Обычно сперва создается вакансия, а уж потом под нее ищется работник. Ни разу не слышал, чтобы под человека создавалась вакансия. Если так и происходит, то это что-то "волосатое" :)

            В данном случае, если у редакции есть такое желание, следует дать объявление на сайте о наборе соискателей.

            Что касается самой информации об ITER, полагаю, что раз Вы участвуете в офтопе, то эта информация для Вас тоже показалась актуальной.
            Ответить
    • evatutin > feb7 | 23.06.2012 | 10:19 Ответить
      Вот тут можно смотреть новости: http://www.iter.org/newsline. Можно подписаться на их рассылку на e-mail. Однако, присоединяюсь к пожеланиям, было бы гораздо приятнее читать их по русски и после комментариев знающего человека
      Ответить
      • ovz > evatutin | 26.06.2012 | 19:11 Ответить
        То, что вы предлагаете, сильно отличается от концепции этого ресурса. Есть масса других интернет-ресурсов (не будем их называть), где с разной степенью грамотности, а зачастую и просто google-переводчиком переводятся западные околонаучные статьи.
        Для того, что бы получился аналогичный ресурс надо:
        1. достаточно грамотно интерпретировать весь поток информации, вычленяя и обобщая самые интересные и значимые факты - значит человек должен быть профессионалом (физиком).
        2. Переводить полученный материал на непрофессиональный язык без ущерба для смысла, т.е. фактически создавать научно-популярные публикации. Для этого нужен талант.
        3. Находить время регулярно заниматься этой, не самой прибыльной деятельностью, а значит надо быть энтузиастом своего дела.

        Я пока заню только одного человека, который сумел совместить все эти качества.
        Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»