Otkrivena nova čestica u CERN-u

Ona ima sličnu strukturu kao poznati proton, ali sa dva teška čarobna kvarka koji zamjenjuju dva gornja kvarka protona, čime se njegova masa učetvorostručuje.

Otkriće, predstavljeno na konferenciji Moriond, pomoći će fizičarima da bolje razumiju kako jaka sila povezuje protone, neutrone i druge složene čestice, saopštio je CERN.

Kvarkovi su osnovni gradivni blokovi materije i javljaju se u šest tipova: gornji (up), donji (down), čarobni (charm), strani (strange), vršni (top) i dubinski (bottom).

Oni se obično kombinuju u grupama od po dva i tri kako bi formirali mezone, odnosno barione.

Međutim, za razliku od stabilnog protona, većina ovih mezona i bariona, koji su zajednički poznati kao hadroni, nestabilni su i kratkovječni, što ih čini izazovnim za posmatranje.

Njihovo stvaranje zahtijeva sudaranje čestica visoke energije u mašini kao što je Veliki hadronski sudarač (LHC).

Ovi nestabilni hadroni brzo se raspadaju, ali stabilnije čestice koje nastaju kao rezultat tog raspada mogu se detektovati, pa se na osnovu njih mogu izvesti svojstva prvobitne čestice.

Istraživači su ovaj pristup koristili mnogo puta da pronađu nove hadrone, a nova čestica koju je upravo najavila LHCb kolaboracija povećava ukupan broj hadrona otkrivenih u LHC eksperimentima na 80.

"Ovo je prva nova čestica identifikovana nakon nadogradnje LHCb detektora koja je završena 2023. godine, i tek drugi put da je primijećen barion sa dva teška kvarka, pri čemu je prvi put primijećen od strane LHCb-a prije skoro 10 godina", rekao je portparol LHCb-a Vičenco Vanjoni i dodao:

- Rezultat će pomoći teoretičarima da testiraju modele kvantne hromodinamike, teorije jake sile koja povezuje kvarkove ne samo u konvencionalne barione i mezone, već i u egzotičnije hadrone kao što su tetrakvarkovi i pentakvarkovi.

LHCb je 2017. izvijestio o otkriću veoma slične čestice, koja se sastoji od dva čarobna kvarka i jednog gornjeg kvarka. Ovaj gornji kvark je jedina razlika između te čestice i nove, koja na njegovom mjestu ima donji kvark. Uprkos sličnosti, nova čestica ima predviđeni životni vijek koji je do šest puta kraći od svog parnjaka, zbog složenih kvantnih efekata. To je čini još izazovnijom za posmatranje.

Analizom podataka iz sudara proton–proton koje je zabilježio LHCb detektor tokom trećeg ciklusa rada LHC-a, LHCb kolaboracija je uočila novi barion sa statističkim značajem od 7 sigma, što je znatno iznad praga od 5 sigma koji je neophodan za proglašenje otkrića.

– Ovaj značajan rezultat je fantastičan primjer toga kako jedinstvene sposobnosti LHCb-a igraju ključnu ulogu u uspjehu LHC-a – rekao je Mark Tomson, generalni direktor CERN-a, i dodao:

– On ističe kako eksperimentalne nadogradnje u CERN-u direktno vode do novih otkrića, postavljajući temelje za transformativnu nauku koju očekujemo od Visoko-luminoznog LHC-a. Ova dostignuća su moguća samo zahvaljujući izuzetnim performansama CERN-ovog kompleksa akceleratora i timovima koji omogućavaju njegov rad, kao i posvećenosti naučnika na LHCb eksperimentu, prenosi Telegraf.