Частица с характером: неожиданное открытие на адронном коллайдере всколыхнуло науку

Недавно в архивах Большого адронного коллайдера (БАК) обнаружили нечто уникальное — экзотическую частицу, которая удивила даже самых искушённых физиков. Речь о так называемом дважды открыто очарованном тетракварке Tcc+, чей состав и свойства не вписываются в рамки привычной научной картины.

Что мы знаем о кварках

Кварки — это "кирпичики" Вселенной, из которых состоят привычные нам частицы: протоны, нейтроны, мезоны. Обычно они собираются по три (как в барионах) или по два (в мезонах).

Но еще в 60-х теоретики допускали, что могут существовать и более сложные комбинации — тетракварки и пентакварки. До XXI века обнаружить их мешал "шум" экспериментов. Всё изменилось с развитием цифровых технологий.

С 2003 года количество открытий пошло в рост. Однако все они были крайне нестабильны, живя лишь зептосекунды. А вот Tcc+ стал первым тетракварком, чей "срок жизни" оказался на порядок выше — целые аттосекунды!

Что делает Tcc+ особенным

• В составе: два тяжелых c-кварка и два лёгких антикварка — u и d.
• Ранее считалось невозможным существование частиц с "открытым очарованием", без пары c-антикварк.
• Его продолжительность жизни превышает показатели других экзотических частиц в 10-100 раз.
• Ученые уже выделили более 200 событий, в которых он "засветился".

Почему это важно

Во-первых, Tcc+ легко идентифицируется по продуктам распада. А значит, другие лаборатории могут подтвердить открытие.

Во-вторых, если структура Tcc+ не уникальна, вполне возможны еще более "тяжелые" частицы — например, с b-кварками. Они могут жить еще дольше и, возможно, играть роль в макромире.

Молекула или атом

Непонятно, является ли Tcc+ "молекулой" из двух мезонов или "атомом", где тяжелые кварки в центре, а антикварки образуют оболочку. Также вызывает интерес его масса — почти как у пары D-мезонов.

Новый виток поисков

Это открытие стало весомым намеком: Стандартная модель хороша, но явно неполная. Реальность куда глубже и сложнее, а значит, физике предстоят новые потрясения.

Уточнения

Колла́йдер (англ. collider от collide - "сталкиваться") — ускоритель частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую кинетическую энергию, направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение.