15 марта 2021

На Большом адронном коллайдере открыты новые тетракварки

В марте 2021 года эксперимент LHCb, проводимый на Большом адронном коллайдере (БАК), выпустил новую экспериментальную работу, в которой объявил, что для описания распадов B+ → J/ψK+φ необходимо ввести новые резонансы, интерпретируемые как тетракварковые состояния (qqqq).

В последние годы экспериментальная физика элементарных частиц переживает бум открытия так называемых экзотических состояний. Идея существования которых была предложена в пионерских работах по кварковой теории адронов её создателями — М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом. В своих работах они допускали существование не только барионов (трёхкварковых состояний – qqq) и мезонов (кварк-антикварковых состояний – qq), но и частиц, которые сейчас называют экзотическими адронами: пентакварков (qqqq­q) и тетракварков(qqqq). Только в прошлом году были экспериментально получены указания на существование четырёх новых тетракварковых состояний.

На прошлой неделе эксперимент LHCb выпустил работу, посвященную экспериментальному исследованию новой цепочки распадов. Процедура проведения амплитудного анализа подразумевает, что цепочка распадов разбивается на двухчастичные составляющие, в каждую из которых помимо частицы конечного состояния входит резонанс, распадающийся на две оставшиеся частицы. Каждый такой резонанс характеризуется массой, естественной шириной, спином и четностью. Все эти характеристики определяют вклад данного промежуточного состояния в массовые и угловые спектры распада B+→ J/ψK+φ. Отдельная сложность связана с тем, что амплитуды могут интерферировать, усиливая или ослабляя вклад друг друга. Задачей специалиста, работающего над амплитудным анализом, является нахождение минимального числа промежуточных резонансов, а также их характеристик, удовлетворительно описывающих спектр.

Сотрудники Отделения физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ принимают активное участие в работе эксперимента LHCb, отвечая за мюонную систему, без которой была бы невозможна регистрация J/ψ-резонансов. Сейчас они проводят работу по модернизации мюонной системы и подготовке её к следующему этапу работы БАК.