Коллаборацией ученых из CERN (Европейская организация по ядерным исследованиям), Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Института теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова НИЦ «Курчатовский институт» (ИТЭФ), НГУ и др. была обнаружена новая частица – экзотический тетракварк Tcс+, где «cс» говорит о содержании в частице двух очарованных кварков (от «charm»), а общий положительный заряд (+) – наличие анти-u-кварк и анти-d-кварк. Результаты исследования были представлены на онлайн-конференции Европейского физического общества и опубликованы на сайте CERN.
На данный момент физикам известно больше двадцати тетракварков. Они представляют из себя частицы, состоящие из двух кварков и двух антикварков. Как правило, эти частицы очень мало живут. Особенность новой частицы заключается в том, что это дважды очарованный тетракварк. То есть в своем составе она имеет два «charm»-кварка и два легких антикварка (анти-u и анти-d). Помимо этого, тетракварк довольно долго живет в масштабах времен, характерных для сильного взаимодействия, в 500-1000 раз дольше, чем ранее наблюдавшиеся тетракварки.
– Я думаю, это открытие подтверждает наши предположения о том, что должны быть еще более стабильные частицы, построенные уже не из очарованных кварков, а из прелестных кварков (b-кварки), – говорит участник коллаборации LHCb, заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, академик РАН, профессор Физического факультета НГУ Александр Бондарь. – b-кварки примерно в четыре раза тяжелее, чем очарованные. Таким образом, если мы всё правильно понимаем, такие тетракварки должны быть стабильны по отношению к сильным и электромагнитным взаимодействиям. И жить уже 10-13 секунды, что является очень большим временем по сравнению с характерным временем жизни объектов адронной физики. Поэтому ближайшей задачей эксперимента будет поиск таких объектов. Параметры коллайдера сейчас будут улучшаться, повышаться интенсивность пучков, и, вполне возможно, через несколько лет такой объект тоже может быть открыт .
Такие эксперименты позволяют нам лучше понимать процессы, происходившие с веществом в первые моменты возникновения Вселенной. Предсказывая или объясняя свойства наблюдаемых частиц, ученые лучше понимают устройство сильного взаимодействия, которое было доминирующим в этот момент.
Экспериментальные данные набирались с 2011 по 2018 год, и на этой статистике наблюдается около 200 событий рождения новой частицы. Сигнал фиксируется уверенно со статистической значимостью, превышающей 10 стандартных отклонений, то есть вероятность наблюдать данный эффект из-за статистических флуктуаций пренебрежимо мала. Группа ученых, в которую входят одновременно представители ИЯФ СО РАН и НГУ, участвовала в анализе и перепроверке предварительно полученных результатов, обсуждении физики и возможных аппаратурных эффектов, которые могут влиять на получаемые результаты.
