Hity wciąż pochodzą z Narodowego Laboratorium Akceleratora Departamentu Energii Fermi. Jak dotąd w tym miesiącu laboratorium ogłosiło odkrycie rzadkiego pojedynczego kwarku górnego, a następnie zawęziło lukę - w rzeczywistości dwukrotnie - dla masy nieuchwytnej cząstki bozonu Higgsa, czyli „cząstki Boga”, która miała dawać wszystkie inne cząstki ich masa.
Teraz naukowcy odkryli nową, całkowicie niezrealizowaną cząsteczkę, która podważa to, co według fizyków wiedzieli o tym, jak kwarki łączą się w materię. Nazywają go Y (4140), co odzwierciedla jego zmierzoną masę 4140 megafonowych woltów.
„Musi nam coś powiedzieć” - powiedział Jacobo Konigsberg z University of Florida, rzecznik zespołu detektorów zderzeń Fermilab. „Jak dotąd nie jesteśmy pewni, co to jest, ale zapewniamy, że będziemy dalej słuchać”.
Materia, jaką znamy, obejmuje bloki konstrukcyjne zwane kwarkami. Kwarki pasują do siebie na różne ustalone sposoby do budowania innych cząstek: mezonów wykonanych z pary kwark-antykwark oraz barionów złożonych z trzech kwarków.
Ale ostatnio zderzacze elektron-pozytron w SLAC National Accelerator Laboratory i japońskim laboratorium KEK ujawniły przykłady struktur kompozytowych kwarków - nazwanychX iYcząsteczki - to nie są zwykłe mezony i bariony. A teraz kolektor Collider Detector w Fermilab (CDF) znalazł dowody na obecność cząstek Y (4140).
Cząstka Y (4140) rozpada się na parę innych cząstek, J / psi i phi, sugerując fizykom, że może to być kompozycja uroku i kwarków antycharmowych. Jednak cechy tego rozpadu nie pasują do konwencjonalnych oczekiwań dotyczących takiego makijażu. Innymi możliwymi interpretacjami poza prostą strukturą kwark-antykwark są cząstki hybrydowe, które również zawierają gluony, a nawet kombinacje czterech kwarków.
Naukowcy z Fermilab zaobserwowali cząsteczki Y (4140) podczas rozpadu znacznie częściej wytwarzanej cząstki zawierającej kwark denny, zwany mezonem B +. Przeszukując tryliony zderzeń proton-antyproton z Tevatronu Fermilaba, zidentyfikowali niewielką próbkę mezonów B +, które rozpadły się w nieoczekiwany sposób. Dalsza analiza wykazała, że mezony B + rozkładają się w Y (4140).
Cząstka Y (4140) jest najnowszym członkiem rodziny cząstek o podobnych niezwykłych cechach obserwowanych w ciągu ostatnich kilku lat przez eksperymentatorów w Tevatron firmy Fermilab, a także w KEK i laboratorium SLAC, które działa w Stanford dzięki współpracy z USA Departament Energii.
„Gratulujemy CDF pierwszego dowodu na nowy nieoczekiwany stan Y, który rozpada się na J / psi i phi”, powiedział japoński fizyk Masanori Yamauchi, rzecznik KEK. „Ten stan może być związany ze stanem Y (3940) odkrytym przez Belle i może być kolejnym przykładem egzotycznego hadronu zawierającego kwarki uroku. Postaramy się potwierdzić ten stan w naszych własnych danych Belle. ”
Fizycy teoretyczni próbują rozszyfrować prawdziwą naturę tych egzotycznych kombinacji kwarków, które wykraczają poza nasze obecne rozumienie mezonów i barionów. Tymczasem eksperymentaliści z radością kontynuują poszukiwanie kolejnych takich cząstek.
„Rozwijamy naszą wiedzę kawałek po kawałku”, powiedział rzecznik Fermilab, Rob Roser, „i mając wystarczającą liczbę elementów, zrozumiemy, jak ta łamigłówka pasuje do siebie”.
Uwaga Y (4140) jest przedmiotem artykułu przesłanego przez CDF do Listy z przeglądu fizycznego w tym tygodniu. Poza ogłoszeniem Y (4140), eksperyment CDF przedstawia ponad 40 nowych wyników podczas konferencji Moriond na temat Chromodynamiki Kwantowej w Europie w tym tygodniu, w tym odkrycie produkcji elektro-słabego kwarku górnego i nowego limitu bozonu Higgsa, w porozumieniu z eksperymentatorami ze współpracy DZero firmy Fermilab.
Źródło: Fermilab
