МОСКВА, 30 апр - РИА Новости. Работающие на Большом адронном коллайдере физики открыли новую частицу, точнее возбужденное состояние нейтрального "прелестного" кси-бариона, в котором он значительно тяжелее, чем в основном состоянии, сообщает коллаборация CMS.
Барионами называют частицы, состоящие из трех кварков, в их число входят протон (два верхних (u) кварка и один нижний (d)) и нейтрон (два нижних и один верхний), из которых состоит весь наблюдаемый мир.
Кси-барионы состоят из одного верхнего или одного нижнего кварка и двух более тяжелых кварков. Нейтральный "прелестный" кси-барион состоит из одного верхнего, одного "странного" (s) кварка и одного "прелестного" (b) кварка. "Прелестный" и "странный" кварки заряжены отрицательно, величина заряда каждого из них составляет треть заряда электрона, а верхний кварк заряжен положительно на две трети заряда электрона. В результате частица в целом электрически нейтральна, при этом в ней присутствуют кварки всех трех поколений.
Кварки условно делятся на три поколения, в каждое из которых входит пара кварков. Кварки первого поколения - верхний и нижний - самые легкие и образуют стабильные частицы. Второе поколение образуют "странный" и "очарованный" кварки. Название "странный" (strange) один из них получил в наследство от "странных" частиц, космического излучения, в состав которых они входили. "Очарованными" (charme) кварки назвал физик Шелдон Глэшоу (Sheldon Glashow), который предсказал их существование в конце 1960 годов.
Наконец третье поколение - истинный (t) и прелестный (b) кварки - самые тяжелые. "Прелестный" (beauty) кварк был открыт в 1977 году в Лаборатории имени Ферми, а "истинный" (true) - в той же лаборатории в 1994 году. Эти названия они получили задолго до открытия от теоретиков, пытавшихся облегчить для публики понимание предмета их занятий. Оба они носят и другие названия - top (верх) и bottom (низ), поскольку они являются своего рода "логическими партнерами" самых легких кварков - верхнего и нижнего. Однако в русском языке укоренились варианты "прелестный" и "истинный", поскольку в нем нет пары подходящих синонимов для "верхний" и "нижний", как в английском.
Впервые нейтральный "прелестный" кси-барион был обнаружен физиками, работавшими на американском коллайдере Теватрон в июле 2011 года. Коллаборация CDF, работающая на одноименном детекторе ускорителя, измерила массу частицы, которая оказалась равна 5787,8 6 мегаэлектронвольт на квадрат скорости света (в физике частиц массу часто измеряют в единицах энергии - электронвольтах, 1 электронвольт соответствует 1,8 на 10 в минус 36-й степени килограммов, протон весит 938 мегаэлектронвольта, а электрон - 0,511 мегаэлектронвольта).
Теперь физики с помощью одного из детекторов Большого адронного коллайдера - детектора CMS - обнаружили нейтральный "прелестный" кси-барион в возбужденном состоянии. Это означает, что эта частица состоит из того же набора кварков, что и найденный коллаборацией CDF кси-барион в основном состоянии, но имеет значительно большую энергию, а значит и большую массу.
Измеренная на детекторе CMS масса возбужденного кси-бариона составила 5945 3 мегаэлектронвольта. Именно различие в массах позволяет физикам говорить об открытии не нового состояния, а новой частицы.
Она была обнаружена в данных, собранных детектором CMS в 2011 году. Возбужденный нейтральный "прелестный" кси-барион - нестабильная частица. Она почти мгновенно распадается на другие частицы, оставляя, в конечном счете, протон, два мюона и три пиона.
Данные о параметрах этих "результирующих" частиц и позволили ученым сделать выводы о рождении возбужденного кси-бариона.
Результаты исследования будут опубликованы в журнале Physical Review Letters.
