Ученым из университета Осаки (Япония), используя ускоритель частиц J-PARC, удалось синтезировать крайне экзотическую, абсолютно нестабильную частицу, и успешно измерить ее массу. Эта частица, L(1405)*, относится к классу так называемого лямбда-резонанса и ранее считалось, что она представляет собой комбинацию из трех кварков, верхнего, нижнего и странного.
Природа этой частицы является одной из немногих нерешенных пока еще тайн, скрывающихся внутри Стандартной Модели, и, кроме этого, изучение ее строения позволит раскрыть новую информацию о чрезвычайно плотной материи, из которой состоят нейтронные звезды.
Частица L(1405) была получена путем принудительного объединения мезона K- (отрицательно заряженной частицы, состоящей из странного кварка и антикварка) с обычным протоном, состоящим из двух верхних и одного нижнего кварков. Эксперименты показали, что L(1405) представляет собой временно взаимосвязанное объединение мезона K- и протона, а не резонансному состоянию трех кварков, как это было принято считать ранее.
Частицы L(1405) были получены следующим образом - луч разогнанных K- мезонов был направлен в мишень из дейтерия, ядра которого содержат один протон и один нейтрон. При попадании K- мезона в ядро дейтерия оттуда выбивался нейтрон, уносящий с собой часть энергии, а мезон на короткое время сливался с протоном, образуя частицу L(1405). По параметрам частиц вторичного распада, ученые обнаружили, что частица L(1405) имеет неожиданно малую массу, невзирая на то, что в ее состав входит странный кварк, один из самых тяжелых видов кварков.
"Мы ожидаем, что подобные исследования дадут нам в будущем понимание природы сверхплотной материи, существующей в ядрах нейтронных звезд" - рассказывает Шинго Кавасаки (Shingo Kawasaki), ведущий исследователь, - "Мы выяснили, что частица L(1405) является необычным объединенным состоянием 5 кварков, четырех обычных и одного антикварка. Это полностью противоречит предыдущим гипотезам, согласно которым лямбда-резонансы состоят из трех кварков или одного кварка и антикварка".
Помимо раскрытия тайны плотной материи нейтронных звезд данное открытие способно обеспечить лучшее понимание процесса формирования Вселенной на самых ранних этапах, вскоре после момента Большого Взрыва. Ведь в это время во Вселенной царили давления и температуры, сопоставимые с таковыми в недрах нейтронных звезд.