大型ハドロン衝突型加速器で粒子を研究するプロジェクトの一環として、科学者たちはまったく新しい粒子、つまり二重に魅力的なテトラクォークを発見しました。粒子は、2つのチャームクォークと2つの軽い反クォーク(上部と下部)で構成されているため、この名前が付けられました。この発見は、G.I。にちなんで名付けられた核物理学研究所の科学者である欧州物理学会の会議で発表されました。バドカー(ロシア科学アカデミーのシベリア支部、ノボシビルスク)。
当初、ハドロンは、クォークと反クォークのペアで中間子を形成する2つのクォーク、またはバリオン(たとえば、陽子または中性子)を形成する3つのクォークのいずれかで構成できると考えられていました。しかし、約50年前、クォークモデルがまだ作成されていたとき、その作者であるマレーゲルマンはより複雑な粒子が存在する可能性があると予測しました。このような粒子は従来のモデルに適合しなかったため、エキゾチックと呼ばれていました。クォークと反クォークのペアが中間子またはバリオン構造に組み込まれているため、エキゾチックな粒子が現れます。
長い間、この仮説は理論に過ぎず、2014年に大型ハドロン衝突型加速器でのLHCb実験中に、科学者は最初のテトラクォークを観測することができました。 2015年にペンタクォークの発見が発表されました。これまでに合計4つのペンタクォークと約20のテトラクォークが発見されました。
これまでに発見され確認されたすべてのテトラクォークには、隠された魅力があります。チャームは、クォークまたはレプトンのタイプの1つである香りを反映する量子数です。隠された魅力は、クォークのさまざまな組み合わせが含まれていることを意味しますが、いずれの場合でも、これらの組み合わせには常に1つのチャームクォークと1つのチャームクォークが含まれていました。新しい粒子の独自性は、陽子の質量に匹敵するギガ電子ボルトのオーダーの質量を持つ、比較的重い2つのチャームクォーク(c-クォーク)と2つのチャームクォークで構成されているという事実にあります。軽いu-およびd-反クォーク、それらの質量は3桁小さく、メガ電子ボルトの単位で測定されます。 2つのチャームクォークが存在するため、新しい粒子はTcc +と名付けられました。 Tはテトラクォークを表し、ccは2つのチャームクォークを表します。
研究の一環として、科学者たちは、2011年から2018年までの衝突型加速器の第1シーズンと第2シーズンで収集されたデータを分析しました。実験データの分析結果に基づいて、Tcc +粒子生成の約200のイベントを記録することができました。彼女の発見は、10標準偏差の有意性で確認されました。これは、科学者が信号と間違える可能性のあるランダムな変動の可能性が事実上排除されることを意味します。
もう1つの注目すべき点は、新しい粒子の減衰幅が比較的狭いことです。これは約0.5 MeVで、通常の値は数十MeV、さらには数百MeVです。言い換えれば、Tcc +は同様の量子構造よりも桁違いに長く存在し、最も安定したエキゾチックハドロンになります。そして最後に、新しいテトラクォークの崩壊生成物は比較的簡単に検出でき、粒子の安定性が高いため、その特性の正確な測定が容易になります。
二重チャームクォークの発見は、別のそのようなエキゾチック粒子の発見に役立ちます-2つのチャームクォーク(cクォーク)の代わりに2つの素敵なクォーク(bクォーク)を含む二重チャームクォーク。理論的には、そのような粒子は、その質量が崩壊生成物の質量よりも小さいため、強い相互作用のメカニズムに基づいて実際に崩壊することはできません。弱い相互作用で崩壊します。言い換えると、その寿命は、安定したTcc +と比較して数桁長くなります。
2021-07-29 18:40:26
著者: Vitalii Babkin