LHC продолжает открывать новые тяжелые барионы
- Наглядная классификация некоторых семейств прелестных барионов вместе с их кварковым составом. Полную интерактивную модель см. на сайте Things Made Thinkable
Один из пунктов научной программы Большого адронного коллайдера касается изучения так называемых прелестных адронов. Он включает в себя, среди прочего, и открытие новых частиц, которые не смогли «разглядеть» предыдущие ускорители. Так, полгода назад об открытии мезона χb(3P) сообщила коллаборация ATLAS (публикация в журнале Phys. Rev.Lett., препринт arXiv:1112.5154). Три недели назад «свою» частицу, Ξb*0, обнаружил детектор CMS (препринт arXiv:1204.5955). Подробности процесса рождения и описание цепочки распада этой частицы см. на сайте CMS в блоге Томмасо Дориго. А на днях уже коллаборация LHCb объявила о наблюдении двух новых частиц в семействе Λb-барионов (препринт arXiv:1205.3452, см. также некоторые подробности на сайте коллаборации).
С одной стороны, это действительно новые частицы, со своими массами, процессами рождения и каналами распада. Но с другой стороны, их существование не вызывает у физиков никакого удивления; это были вполне ожидаемые адроны, состоящие из уже известных кварков.
Прелестные адроны — это кварк-антикварковые пары или кварковые тройки с участием тяжелого b-кварка, называемого на физическом жаргоне «прелестным». Эти адроны образуют несколько семейств частиц с похожими свойствами. Каждое семейство характеризуется своим кварковым составом, а разные частицы внутри одного семейства различаются лишь тем, как кварки движутся относительно друг друга. Скажем, частица χb(3P) состоит из b-анти-b-пары, находящейся в состоянии радиального и орбитального возбуждения. Открытая коллаборацией CMS частица Ξb*0 — это одно из возбужденных состояний в трехкварковой системе usb. А обе частицы, обнаруженные LHCb, представляют собой орбитальные возбуждения кварковой тройки udb.
Эта классификация возбуждений не зря напоминает классификацию электронных состояний в атоме. Разные семейства адронов в чём-то напоминают атомы разных элементов, а разные частицы внутри семейства соответствуют возбужденным состояниям какого-то определенного атома. Просто в атомной физике возбужденные состояния атомов не принято обозначать другими буквами, а в физике элементарных частиц каждое возбужденное состояние считается отдельной частицей. Формально, в каждом семействе может быть много частиц, но просто слишком возбужденные адроны настолько нестабильны, что они распадаются исключительно быстро, и заметить их становится невозможно.
Вообще, открытия новых адронов происходят довольно регулярно. Особого ажиотажа они обычно не вызывают, поскольку они вписываются в ожидаемую схему устройства адронов. Впрочем, иногда случается так, что новым адронам не находится места в стандартной схеме (как в случае многокварковых состояний) или их свойства заметно отличаются от теоретических предсказаний. В этих случаях теоретики бросаются объяснять полученные результаты с разных точек зрения, а экспериментаторы стараются выжать из данных как можно больше сведений. Однако ни с какими из перечисленных выше прелестных адронов особых загадок, по-видимому, пока не связано.
Источник: http://elementy.ru/news/431826
Расскажите о нас друзьям
