Физики объяснили, почему важно открытие новой "прелестной" частицы на БАК

МОСКВА, 15 июл – РИА Новости. Российские и зарубежные ученые, работающие с детектором LHCb в составе Большого адронного коллайдера, открыли намеки на существование крайне редких и короткоживущих частиц – Λb-барионов, чье существование было предсказано более тридцати лет назад. Об этом сообщает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.

«

"Мы знаем, какие существуют кварки, каким законам они подчиняются, но, к сожалению, нет математического аппарата, который позволил бы раскрыть все богатство мира частиц. Поэтому мы вынуждены применять приближенные методы для предсказания их свойств, и часто они противоречат друг другу. Поэтому каждое наблюдение нового состояния – это большое событие", – заявил Антон Полуэктов из Национального центра научных исследований (CNRS) Франции.

Детектор LHCb был создан ЦЕРН специально для поиска не вписывающихся в Стандартную 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 b-кварка и какой-то другой элементарной частицы.

За последние два года сразу несколько групп ученых, изучавших следы распада В-мезонов, нашли множество намеков на то, что этот процесс не всегда можно описать при помощи Стандартной модели физики.

Пока ни один из открытых феноменов – аномалии в распадах нейтральных странных В-мезонов и их "заряженных" собратьев, а также неодинаковая частота распада порождаемых ими таонов и мюонов, не получили статуса научного открытия из-за недостаточного количества накопленных данных.

«

"С тремя кварками, из которых состоят барионы, теоретикам работается сложнее, а экспериментальных данных с прелестными барионами почти нет. Но есть теоретическая модель, разработанная в 1986 году, еще до открытия первого прелестного бариона, которая предсказывает две частицы с очень близкими массами", — рассказывает Иван Беляев из Института теоретической и экспериментальной физики в Москве.

Сейчас БАК и все его приборы находятся в длительном "отпуске", который закончится лишь в начале 2021 года, однако это не мешает физикам анализировать уже собранные данные и искать в них следы новых частиц, предсказываемых Стандартной моделью или выходящих за ее пределы.

На минувших выходных Беляев, Полуэктов и их коллеги объявили об открытии двух новых состояний так называемого Λb-бариона – частицы из двух легких и одного "прелестного" кварка. Они столь же интересны ученым с точки зрения поиска следов "новой физики", как и B-мезоны, однако об их свойствах и теоретики, и экспериментаторы знают еще меньше, чем об их меньших собратьях.

Анализируя данные, собранные LHCb в ходе последней сессии работы БАК, российским и зарубежным физикам удалось открыть сразу два новых состояния Λb-бариона, потенциально связанных с существованием двух разных частиц – Λb(1D)-бариона и Σb-бариона. Их масса составляет 6146 и 6152 мегаэлектронвольт, что несколько больше, чем у одиночного прелестного кварка.

Пока, как отметил Беляев, ученые не могут сказать, что именно им удалось обнаружить, и он надеется, что возобновление наблюдений и опыты на других ускорителях частиц помогут понять, какая из этих двух версий ближе к истине.

С другой стороны, как отметили в ИЯФ СО РАН, уже имеющиеся данные указывают на то, что более тяжелая частица из наблюдаемой пары имеет меньший спин, чем более легкая, что довольно необычно с точки зрения теории и наблюдений за другими подвидами Λb-бариона. Это, как надеются исследователи, подстегнет интерес к изучению этих частиц.