Коллаборация DZero, работающая с детектором Тэватрон, объявила об открытии новой экзотической частицы – тетракварка, содержащего в себе кварки всех четырех "цветов", говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.
Американский коллайдер Теватрон (Tevatron), построенный в 1983 году в штате Иллинойс, был самым мощным ускорителем мира до запуска Большого адронного коллайдера — энергия столкновений в нем составляла около 2 тераэлектронвольт. В октябре 2011 года ускоритель был остановлен, однако только сейчас физики закончили анализ данных, собранных за 10 лет детекторами CDF и D0, которые отслеживали результаты столкновений протонов и антипротонов.
Коллектив физиков, в том числе и ряд российских ученых из МГУ им. М.В. Ломоносова и институтов Академии наук, представил сегодня результаты анализа данных, собранных детектором D0 за все время работы Теватрона при наблюдениях за распадами редчайших частиц – так называемых "странных" B-мезонов.
По современным представлениям, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – "обычный" кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.
Как рассказывают ученые, накопленные в последние годы данные на БАК и Тэватроне показывают, что в "супе" из элементарных частиц, которые рождаются во время столкновений ионов и протонов в этих коллайдерах, могут встречаться не только классические мезоны и барионы, состоящие из трех "кирпичиков"-кварков, но и экзотические тетракварки и пентакварки.
Ученые из коллаборации DZero открыли в данных Тэватрона следы необычного "радужного" тетракварка X(5568), состоящего из кварков всех четырех цветов – "верхнего" кварка, "нижнего" анти-кварка, "прелестного" кварка и "странного " анти-кварка. Эта частица обладает очень большой массой – она тяжелее недавно обнаруженных на БАК "дьявольских" пентакварков, несмотря на то, что в ней на один кварк меньше.
Подобное устройство тетракварка, как объясняют ученые, делает их более уверенным в существовании данной частицы, чем в случае с пентакварком и другими "кандидатами" на роль "квартета кварков", так как все они должны содержать в себе кварк и антикварк одного и того же цвета. Это заставляет многих физиков считать, что прочие частицы на самом деле являются своеобразными "молекулами" из двух мезонов, а не едиными пента- или тетракварками.
В существовании этих частиц ученые не сомневаются – статистическая достоверность открытия составляет пять сигма, что эквивалентно одной случайной ошибке или сбою в работе детектора в одном случае на шесть миллионов попыток. Дальнейшее изучение X(5568), как надеются участники DZero, поможет понять, как устроена эта частица, как быстро она распадается и существуют ли другие тетракварки, о возможном открытии которых физики говорили в последние 3-5 лет.