Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Т. Дамур
«Мир по Эйнштейну». Глава из книги


Л. Франк
«Мой неповторимый геном». Глава из книги


В. Винниченко
Почему дельфины никогда не спят?



В память о Леониде Вениаминовиче Келдыше (07.04.1931–11.11.2016)


Н. Жизан
«Квантовая случайность». Глава из книги


Интервью с С. Ландо
Сергей Ландо: «Прорывы в математике плохо предсказуемы»


В. Гаврилов
Загадка зарянки


А. Левин
Астрономия темного


В. Мацарский
Бодался Чандра с сэром Артуром


О. Макаров
Секрет разделения







Главная / Новости науки версия для печати

Тэватрон нашел еще один тетракварк


Рис. 1. Тетракварк X(5568)

Рис. 1. Тетракварк X(5568), обнаруженный коллаборацией DZero, составлен из кварков и антикварков четырех разных сортов. Рисунок с сайта symmetrymagazine.org

Коллаборация DZero, работавшая на американском протон-антипротонном коллайдере Тэватрон, сообщила об обнаружении еще одного тетракварка — адрона, состоящего из двух кварков и двух антикварков. Несмотря на то, что работа коллайдера завершилась еще в 2011 году, обработка набранных на нем данных продолжается до сих пор, и время от времени коллаборации публикуют любопытные результаты.

Вышедший на днях препринт коллаборации DZero рассказывает об изучении рождения Bs-мезона в паре с заряженным пи-мезоном. Поскольку Bs-мезон сам по себе нестабильный и распадается внутри вакуумной трубы на более легкие частицы, экспериментаторы анализировали комбинации из пяти рожденных частиц \( \mu^+\mu^-K^+K^-\pi^\pm \) и отбирали из всей статистики только те события, которые попадали в нужные интервалы по инвариантным массам.

После многоступенчатого отбора оказалось, что при общей инвариантной массе в районе 5570 МэВ наблюдается неожиданное усиление процессе рождения \(B_s\pi^\pm\)-мезонных пар. Эта структура выглядит так, словно на коллайдере рождается и затем распадается на \(B_s\pi^\pm\)-пару новая частица, условно названная X(5568) по значению своей массы. Экспериментаторы, впрочем, от такой прямой интерпретации воздерживаются и аккуратно говорят о новом «состоянии» или новой «структуре».

Вообще, при обсуждении адронных процессов надо всегда помнить две вещи. Во-первых, адронов открыто уже несколько сотен, поэтому каждый новый адрон не является каким-то большим сюрпризом. Во-вторых, не всякий всплеск в распределениях вообще является свидетельством существования настоящего нового адрона. В частности, здесь новая структура обнаружилась сразу над порогом рождения (он у этой пары частиц составляет примерно 5500 МэВ), поэтому, на первый взгляд, к ее интерпретации надо относиться очень осторожно.

Рис. 2. Распределение по инвариантной массе рожденной пары мезонов

Рис. 2. Распределение по инвариантной массе рожденной пары мезонов. Штриховая линия показывает фон, пунктирная — вклад нового тетракварка X(5568). Изображение из обсуждаемой статьи

Однако уникальная особенность этой конкретной комбинации частиц в том, что в ней присутствуют кварки сразу четырех разных сортов: Bs-мезон состоит из кварковой пары s-анти-b, а пи-мезон — из u-анти-d или d-анти-u. Поэтому если бы они рождались независимо и не слишком активно бы взаимодействовали друг с другом, распределение по суммарной инвариантной массе имело бы плавный вид. Но в данных на фоне этой плавной зависимости четко прослеживается пик, и самое естественное его объяснение — рождение и распад новой частицы.

Статистическая значимость превышения серьезная: 6,1 стандартных отклонений даже с учетом эффекта множественной выборки, которая проседает до 5,1 стандартных отклонений при учете систематических погрешностей. В любом случае, она остается очень высокой, поэтому результат вполне считается полноценным открытием.

Поскольку ширина пика большая, частица точно распадается за счет сильного взаимодействия, и значит, в ходе ее распада на \(B_s\pi^\pm\)-пару тип кварков не меняется. Следовательно, новая частица представляет собой частицу-тетракварк, еще один адрон из постепенно растущего семейства многокварковых состояний.

Это уже не первый случай обнаружения тетракварков. Популярный рассказ о многокварковых состояниях и о том, как и зачем их ищут, см. в нашей новости Эксперимент LHCb окончательно доказал реальность экзотического мезона Z(4430). Особый интерес представляют собой такие частицы, в состав которых входят несколько кварков с сильно различающимися массами. Дело в том, что описание таких «лёгко-тяжелых» комбинаций связано с определенными трудностями, и относительно некоторых из них до сих пор нет теоретического консенсуса. В задаче Такие разные тетракварки мы рассказывали о некоторых любопытных свойствах состояний с легкими и тяжелыми кварками.

Новая частица — тоже такого типа, в ней все четыре кварка разные. В этом случае возможно много разных комбинаций, отличающихся выбором, кто из них кварк, а кто — антикварк. Поэтому можно ожидать, что теоретики, а также специалисты по численному расчету свойств адронов на суперкомпьютерах станут еще плотнее изучать такие состояния.


Комментарии (3)



Последние новости: Результаты ТэватронаСвойства адронов

17.08
Спектроскопия мюонного дейтерия обострила проблему с радиусом протона
31.07
LHCb измерил новый распад прелестного бариона, но не смог решить давнюю загадку
15.07
Открыт адрон нового типа — пентакварк со скрытым очарованием
15.04
Эксперимент LHCb окончательно доказал реальность экзотического мезона Z(4430)
22.09
Детектор CMS обнаружил необычные корреляции частиц
31.05
Детектор CMS зарегистрировал квантовые корреляции пи-мезонов

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия