Эксперимент LHCb, который проводится на Большом адронном коллайдере (БАК), сообщил об открытии новых частиц - барионного состояния Ξb(6227)0, а также о проявлении в спектре масс системы B+K– сигнала от распадов новых возбужденных состояний Bs0-мезона.
Открытие новых субатомных частиц – явление не такое уж редкое. По мере совершенствования приборов, техники и методов исследования, доступными для наблюдения становятся все более и более редкие процессы рождения новых частиц. В настоящее время чаще всего об открытии новых субатомных состояний сообщает эксперимент LHCb. Это происходит не случайно. В столкновении протонов высоких энергий на БАК новые (для нас) адронные состояния и должны обильно рождаться. Набор детекторных систем LHCb специально оптимизирован для их регистрации.
Во-первых, установка регистрирует частицы, вылетающие под небольшими углами относительно пучков БАК. Именно туда преимущественно вылетают очарованные ипрелестные адроны, образовавшиеся в pp-взаимодействиях (это является следствием механизмов рождения c- и b-кварков). Во-вторых, вершинный детектор LHCb позволяет эффективно выделять основные состояния таких частиц, т.е. состояния, распадающиеся под действием слабых сил. Довольно большое время жизни этих состояний вкупе с эффектами специальной теории относительности приводят к тому, что образовавшиеся частицы распадаются не в точке, где провзаимодействовали протоны БАК, а на некотором расстоянии от нее. Это является мощным критерием обора. Наконец, подсистемы идентификации типов заряженных частиц позволяют идентифицировать продукты распада, разделяя пионы, каоны, протоны, что также способствует очень сильному подавлению фоновых процессов. Реконструируя длинные цепочки распадов, порожденные прелестными частицами, и объединяя их с треками из первичной вершины, можно увидеть родившиеся возбужденные состояния b-адронов.
В октябре 2020 года LHCb направил в научные журналы сразу две работы, посвященные обнаружению новых прелестных частиц. В первой из нихэкспериментаторы сообщили об обнаружении бариона Ξb(6227)0. Исследовалась цепочка распадов, где в конечном состоянии регистрировалось шесть треков заряженных частиц, каждый из которых должен иметь соответствующий электрический заряд.
Подробнее с открытиями можно ознакомиться по ссылке ниже.
В заключение следует отметить, что сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ принимают активное участие в работе эксперимента LHCb и являются соавторами этих открытий.