07.07.2009

Открыта новая субатомная частица

Физик Патрик Люкенс и его коллеги из лаборатории Ферми сообщили о наблюдении новой субатомной частицы. Ее удалось зафиксировать в эксперименте CDF, в котором участвуют 600 ученых из 15 стран.

Частица названа b. Это барион, состоящий из трех кварков: двух странных и одного прелестного (s-s-b). Новый родственник протона превышает его по массе примерно в шесть раз.

Поскольку экзотические частицы живут крайне короткое время, наблюдать их можно только по следам распада — специфическому набору других частиц. Чтобы увидеть следы Ωb физики проанализировали результаты почти 500 триллионов столкновений протонов и антипротонов на ускорителе Tevatron. И всего в 16 столкновениях была зафиксирована "подпись" искомой частицы.

Прежде, чем распасться, новая частица успевала пробежать доли миллиметра. Группа физиков измерила время жизни b, которое оказалось чуть большим одной триллионной доли секунды.

Наблюдение данной частицы, предсказанной Стандартной моделью, имеет большое значение: оно укрепляет ученых в уверенности, что они правильно понимают кварковое строение материи и к тому же — красиво дополняет "Периодическую таблицу барионов". Однако, с этим открытием связана загадка.

Дело в том, что впервые о наблюдении Ωb сообщили физики, работающие в рамках родственного эксперимента DZero (все на том же "Теватроне" в лаборатории Ферми) еще в августе 2008-го. Но те выводы были сделаны при анализе сравнительно небольшой выборки данных о столкновениях частиц в ускорителе и потому вызывали сомнение.

Теперь же выяснилось, что результаты того опыта и новой работы — статистически несовместимы. В частности, расхождение в вычисленной массе Ωb слишком велико, чтобы списать на погрешности расчетов (6054,4 МэВ/с2 по версии CDF и 6165 МэВ/с2 по версии DZero). Также существенно различным оказался уровень производства этих частиц. Это заставляет ученых задуматься — одну и ту же частицу они наблюдали?

И хотя именно данные CDF лучше согласуются с теоретическими ожиданиями, противоречие в результатах двух экспериментов нуждается в объяснении.

Открытие Ωb последовало за обнаружением бариона Ξb в 2007 году, столь же существенно укрепившим стройную кварковую модель строения материи.

Детали новой работы изложены статье в Physical Review.

Источники:

1. MIGnews.com