Физики, работающие с детектором LHCb в составе БАК, обнаружили новый тип экзотических «зачарованных» мюонов, открытие которого ликвидировало одно из старых «белых пятен» в Стандартной модели. Об этом сообщает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.
«Чармонии – очень большой класс частиц, среди которых известно более 20 состояний. Но в этом классе есть и белые пятна – частицы, которые предсказываются моделью, но не наблюдаются в эксперименте. Много лет их искали, но не находили», – рассказывает Иван Беляев, один из ведущих участников коллаборации LHCb.
Детектор LHCb был создан ЦЕРН специально для поиска не вписывающихся в Стандарнтую модель физики частиц, слишком тяжелых для того, чтобы искать их напрямую. Работающие на нем физики изучают поведение так называемых B-мезонов – необычных частиц, состоящих из «прелестного» b-кварка и какой-то другой элементарной частицы.
Помимо этого, данная часть БАК занимается и поисками различных частиц, содержащих в себе так называемый «зачарованный» (c – charmed) кварк. К числу самых простых «жителей» микромира такого рода относятся так называемые «чармонии» – связанные состояния из одного c-кварка и антикварка.
Как отмечает Беляев, их поиски осложнены тем, что для этого необходимо накопить достаточно большой массив данных, анализируя последствия столкновения частиц на БАК. Недавно его команда обнаружила намеки на существование одной из «неуловимых» частиц такого рода, чье существование было предсказано несколько десятилетий назад, но чьи следы так и не были найдены ни на одном коллайдере или ускорителе.
Анализируя последствия столкновений нейтральных и заряженных D-мезонов, частиц, состоящих из одного «зачарованного» кварка и одного верхнего (u) или нижнего(d) антикварка. Они относятся к числу самых легких жителей микромира, содержащих в себе c-кварк, и их свойства уже достаточно давно были хорошо изучены.
Беляев и его коллеги по LHCb обнаружили, что иногда их столкновения приводят к формированию более тяжелой частицы, чья масса была примерно в два раза выше, чем у D-мезонов. Она содержала в себе не один, а два «зачарованных» компонента, кварк и антикварк, и обладала достаточно экзотическим спином, равным трем. В прошлом ученые еще не находили чармониев с подобным свойством.
«Сигнал от частицы, который мы увидели, обладал удивительным свойством – он был очень узким, хотя для частиц с данной массой типичная ширина должна была быть в 10-20 раз больше. В течение полугода мы проверяли, не ошиблись ли – это первое, что должен сделать физик, когда получает такую красивую картинку. Но теперь уже точно есть повод для радости – мы увидели ту частицу, которою долгое время не удавалось обнаружить», — продолжает ученый.
Ее открытие заполнило один из пробелов в Стандартной модели, подтвердив, что так называемые ψ3(1D) частицы действительно существуют. Это в очередной раз сузило поле возможных поисков «новой физики». Дальнейшие попытки получить этот мезон другими путями, как отмечает Беляев, помогут уменьшить его еще сильнее.
«Мы ждем, что эксперимент Belle II на коллайдере SuperKEKb, в котором одну из главных ролей играет группа из ИЯФ СО РАН, не увидит ψ3(1D). Для нас это будет положительным результатом — дело в том, что частицы со спином 3 и не должны рождаться в эксперименте с электрон-позитронным столкновением. Ее отсутствие будет означать, что мы на LHCb видим ту самую частицу», – заключил физик.
По информации http://sci-dig.ru/physics/uchenye-zakryli-odin-iz-probelov-standartnoj-modeli/
