Ученые из Японии и Китая обнаружили частицу, состоящую из четырех кварков. Энергия найденной частицы в четыре раза превышает массу протона. Находка получила название Z(3900). Исследователи надеются в дальнейшим продолжить изучение необычной молекулы.
Ученые из Японии и Китая обнаружили частицу, состоящую из четырех кварков, которая не вписывается в традиционную кварковую модель. Удивительное открытие совершили сразу две независимые группы исследователей: одна команда проводила эксперимент Belle в японской Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей (KEK), а другая совершила открытие в рамках эксперимента BESIII Института физики высоких энергий (IHEP) в Китае.
Обе команды занимались исследованием Y(4260) – частицы, обнаруженной учеными из Стэнфордского университета в 2005 году. Она представляет особый интерес для физиков, поскольку не вписывается в кварковую модель. Науке известно всего шесть видов кварков, а также еще шесть антикварков. Они получили довольно необычные названия: верхний (u, от английского "up"), нижний (d, down), очарованный (с, charmed), странный (s, strange), истинный (t, truth) и прелестный (b, beauty).
Ранее экспериментально было подтверждено существование частиц, состоящих максимум из трех кварков – всем известные протоны и нейтроны. Также ученые знали о мезонах, состоящих из двух кварков, а точнее из пары кварк-антикварк. Но обнаружить более трех кварков, составляющих одну частицу, до сих пор не удавалось.
В ходе эксперимента ученые сталкивали друг с другом электроны и позитроны (их античастицы), чтобы получить достаточное количество таких частиц. Одной для полноценного изучения было бы недостаточно: у этих частиц крайне короткая "жизнь" – всего 10-23 секунды. Внезапно физики заметили необычное возмущение в 3,9 гигаэлектронвольта (ГэВ), а эта энергия в четыре раза превышает массу протона. Физики оперируют массами и энергиями наравне, так как они связаны через уравнение E=mc2, пишут "Вести.Ru".
"Мы крайне удивились этому пику, но решили дальше изучать распад частиц Y(4260). И, как оказалось, не прогадали", – рассказывает Чжицин Лю, автор статьи об этом открытии, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Данных оказалось вполне достаточно, чтобы объявить об открытии новой частицы, которая получила название Z(3900)."Ученые пытались изучить свойства одной необычной частицы, когда вдруг обнаружили совершенно новую, еще более удивительную", – говорит физик Эрик Суонсон из университета Питтсбурга, который не принимал участия в исследованиях.
Но исследователи пока не могут быть до конца уверенными в том, что это действительно одна частица, состоящая из четырех кварков, и являющаяся частью новой формы материи.
В дальнейшем обе группы исследователей планируют создать множество частиц Z(3900), чтобы проследить за их распадом. Если окажется, что они распадаются так же, как и уже известные частицы, то все интересные версии о природе Z(3900) отпадут. Но, если физики заметят что-то необычное, то это будет очень громким открытием. Отчасти его можно будет сравнить с открытием нашумевшего бозона Хиггса."Мы надеемся начать проводить дальнейшие эксперименты уже в следующем году", – сообщили ученые.
