В конце сентября в Петербургском институте ядерной физики (ПИЯФ) прошел семинар Отделения физики высоких энергий, на котором сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ обсудили новейшие результаты исследований тетракварков. Помимооткрытий, о которых мы уже сообщали ранее, заведующий лабораторией барионной физики ОФВЭ Алексей Дзюба рассказал про первые экспериментальные измерения естественной ширины частицыχc1(3872).
Летом эксперимент LHCb, проводящийся на Большом адронном коллайдере, выпустил две экспериментальные работы (1, 2), в которых объявил о том, что, наконец-то, удалось измерить величину Г3872. Эти измерения и обсуждались на Семинаре ОФВЭ.
Характеристики χc1(3872) изучали в распадах ко каналу π+π–J/ψ(→μ+μ–), предварительно отобрав события-кандидаты, образовавшиеся в распадах прелестных (содержащих тяжелый b кварк) адронов. Такие распады характеризуются тем, что χc1(3872) образуется не в точке взаимодействия протонов БАК, а на заметном расстоянии от неё, так как времена жизни b-адронов велики и они успевают отлететь от так называемой первичной вершины. Эксперимент LHCb был изначально оптимизирован на исследование подобных процессов, поэтому эффективности отбора событий-кандидатов высоки и исследования характеризуются относительно низким фоном.
Важнейшим условием измерения Г3872 является точная калибровка массовой шкалы. В этом на помощь физикам приходит сама природа. Вблизи χc1(3872) расположено хорошо известное чармониевое состояние – ψ(2S), которое имеет большую вероятность распада по π+π–J/ψ-каналу. Это позволяет, во-первых, хорошо привязаться к массовому спектру, что важно при изменении положения пика, и, во-вторых, изучить разрешение спектрометра – необходимое условие для измерения ширины адронных резонансов. Оказалось, что для двух подходов чувствительность к Г3872 находится на уровне 200 кэВ. Это позволило впервые измерить естественную ширину χc1(3872). Если описывать резонансраспределением Брейта-Вигнера, то параметр Г3872 составляет:
- 1.39 ± 0.24 ± 0.10 МэВ, для инклюзивных измерений,
- 0.96 ± 0.19 ± 0.21 МэВ, для эксклюзивного метода.
Более подробно о результатах исследований можно узнать их научных статей LHCb, а также из слайдов семинара. Следует отметить, что проведение этих измерений было бы невозможным без стабильной работы Мюонной системы LHCb, созданной сотрудниками ОФВЭ НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ. Большой вклад в обработку экспериментальных данных и получение конечного результата внесли коллеги из НИЦ «Курчатовский институт» - ИТЭФ.