Американские физики, работающие на ускорителе элементарных частиц Tevatron - главном конкуренте Большого адронного коллайдера, открыли новую частицу: нейтральный прелестный кси-барион. Это единственный представитель данного класса элементарных частиц, описанных принятой в современной физике теорией Стандартной модели, который до последнего времени не могли найти.
Об открытии сообщила пресс-служба Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми в штате Иллинойс, где расположен Tevatron. Оно позволит ученым лучше понять, как взаимодействуют кварки и как формируется материя. Результаты будут опубликованы в журнале Physical Review Letters, передает РИА "Новости".
Барионами называют частицы, состоящие из трех кварков. Они входят в группу элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами. К основным барионам относятся, к примеру, протон и нейтрон - они являются к тому же наиболее стабильными барионами. Весь наблюдаемый мир состоит из этих частиц.
Нейтральный прелестный кси-барион состоит из одного верхнего кварка, одного странного и одного прелестного. Здесь следует пояснить, что термины "странность" и "прелесть" (есть также "очарование" и "истинность") - это общепринятые в элементарной физике наименования так называемых ароматов кварков. Аромат- это название для квантовых чисел, характеризующих тип кварка.
К примеру, есть s-кварки - их называют странными (от английского strange), b-кварки - это прелестные частицы (по-английски их называют beauty или bottom - прелестный или донный в русском переводе). По такому же принципу названы c-кварк (charm - очарование) и t-кварк (truth - истина).
Рождение прелестного кси-бариона было зафиксировано одной из двух крупнейших научных групп, работающих на Tevatron, - коллаборации CDF. Появившись, частица успела пролететь не дальше миллиметра, после чего распалась на другие более легкие частицы, которые тоже в свою очередь распались.
Несмотря на скоротечность этих процессов, физики смогли пройти назад по всей цепочке распада и доказать факт рождения нового бариона. Всего они зафиксировали 25 событий, свидетельствующих об открытии. Прелестные кси-барионы рождаются в столкновениях очень высоких энергий - это крайне редкое явление, которое поддается наблюдению.
Открытие, сделанное на ускорителе Tevatron, как бы не входит в его "компетенцию", поскольку он не предназначен для исследования частиц с прелестными кварками. Однако протон-антипротонные столкновения в нем позволили обнаружить барионы, содержащие такие кварки.
Вообще открытия на двух мощнейших коллайдерах - Большом адронном и "Теватроне", о которых периодически объявляют СМИ и сами физики, ученый мир воспринимает не сразу, относясь к ним с осторожностью. Многие открытия позже признавались ошибочными.
К примеру, в апреле коллаборация CDF объявила, что ей удалось обнаружить признаки существования новой частицы, не предсказанной Стандартной моделью. Обещали даже, что она перекроет по важности пока так и не найденную "частицу Бога". Однако позже физики, работающие на втором детекторе коллайдера - D0 - не подтвердили этот результат.
Ученые с помощью детекторов коллайдера фиксируют результаты столкновений встречных пучков частиц, в результате которых рождается множество других частиц, в числе которых могут быть и новые. Поиск "частицы Бога" является основной целью физиков, работающих на коллайдерах.
Гипотезу "божественной частицы", или "бозона Хиггса" предложил в 1960-е годы английский профессор Питер Хиггс. Он предположил, что Вселенная пронизана незримым полем, проходя сквозь которое некоторые элементарные частицы "обрастают" субатомическими "бозонами", обретая тем самым массу, другие же - например, фотоны (частицы света, не имеющие массы) - остаются необремененными.
Предположения о том, что "божественная частица" создает всю массу Вселенной, вызвали страхи, что искусственное ее получение может вызвать цепную реакцию непроизвольного роста массы с появлением черной дыры, куда якобы затянет все живое, приведя к его уничтожению.
На Большом адронном коллайдере ранее уже удалось воссоздать условия, существовавшие 13 миллиардов лет назад после Большого взрыва. По одной из версий, такой взрыв привел к возникновению Вселенной.
В мае прозвучало, что крупнейшую тайну физики раскроют на Большом адронном коллайдере до конца 2012 года. В противном случае будет доказано, что "частицы Бога" в природе не существует. Что касается ускорителя Tevatron, то власти США из-за нехватки средств отказались продлить его работу, так что уже в октябре грядет его закрытие.