Физики открывают новый класс пятиугольников

Большой адронный коллайдер дипольные магниты

Томаш Скварницкий, профессор физики в Колледже искусств и наук Сиракузского университета, открыл новую информацию о классе частиц, называемых пятиугольниками. Его открытия могут привести к новому пониманию структуры материи во вселенной.

При содействии Лиминга Чжана, доцента Университета Цинхуа в Пекине, Скварницкий проанализировал данные эксперимента по красоте Большого адронного коллайдера (LHCb) на Большом адронном коллайдере (LHC) CERN в Швейцарии. Физик-экспериментатор обнаружил доказательства существования трех неизвестных пятиугольников, каждый из которых разделен на две части.

«До сих пор мы думали, что пентакварк состоит из пяти элементарных частиц [называемых кварками], слипшихся воедино. Наши результаты доказывают обратное», — говорит Скварницкий, член Американского физического общества.

Скварницкий является частью команды исследователей, в том числе членов Сиракузской группы по физике высоких энергий (HEP), изучающей фундаментальные частицы и силы во Вселенной. Большая часть их работы проводится в лаборатории CERN, LHC которой является самым большим и самым мощным детектором частиц в мире.

Именно внутри LHC протоны сбрасываются вместе при высоких энергиях только для столкновения друг с другом. То, что лежит внутри частиц, когда они взломаны, помогает ученым исследовать тайны фундаментальной вселенной.

Изучая столкновения протонов в 2015-18 гг., Скварницкий подтвердил существование субструктуры в пентакварке. Дешевая распродажа, по его словам, была трио узких пиков в кинематических данных LHC.

Каждый пик относится к определенному пентакварку, а именно, к одному, разделенному на две части: барион с тремя кварками и мезон с двумя кварками.

Пик также предполагает резонанс, недолговечное явление во время распада частицы, при котором одна нестабильная частица превращается в несколько других. Резонанс возникает, когда протоны (тип бариона) встречаются — или, точнее, скользят друг в друга — во время столкновения LHC.

Уникальность каждого из этих трех пятиугольников состоит в том, что его масса немного меньше суммы его частей — в данном случае массы бариона и мезона. «Пентакварк не разлагался в результате обычного, легкого, распадающегося процесса», — говорит Скварницкий. «Вместо этого он распался, медленно и кропотливо переставляя свои кварки, образуя узкий резонанс».

Понимание того, как частицы взаимодействуют и связываются друг с другом, является специальностью Скварницкого. В 2015 году он, а затем доктор философии. студент Натан Джурик G’16, выдающийся профессор Шелдон Стоун и Чжан сделали заголовки с их ролью в обнаружении LHCb пентакварка. Теоретически полвека назад их открытие основывалось на данных LHC за 2011-12 гг.

Последние данные LHCb использовали луч энергии, который был почти вдвое сильнее. Этот метод в сочетании с более точными критериями отбора данных позволил получить больший диапазон столкновений протонов.

«Он также дал нам в 10 раз больше данных и позволил нам наблюдать структуры пентакварка более четко, чем раньше», — говорит Скварницкий. «То, что мы думали, было только одним пентакварком, оказалось двумя узкими, с небольшим пространством между ними».

Данные также выявили третий «спутник» пентакварка. «Все три пятиугольника имели одинаковую структуру — барион с мезонной субструктурой. Их массы были ниже соответствующих порогов барион-мезонов», — добавляет он.

Открытие Скварницкого произошло относительно быстро, учитывая, что LHCb прекратил сбор данных менее трех месяцев назад.

Эрик Седоре, заместитель ИТ-директора по инфраструктурным услугам в Службе информационных технологий (ITS), сыграл вспомогательную роль. Его исследовательская вычислительная группа предоставила Skwarnicki необходимую компьютерную огневую мощь для достижения своих целей.

Помимо Скварницкого и Каменного, в состав HEP входят профессора Марина Артузо, Стивен Бласк и доцент Мэтью Рудольф. В настоящее время группа строит аппарат в кампусе, называемый Upstream Tracker (UT), который будет отправлен и установлен в CERN в следующем году в рамках крупного обновления LHCb.

«UT значительно улучшит LHCb, который состоит из примерно 10 различных субдетекторов. Я надеюсь, что UT приведет к большему количеству открытий», — говорит Скварницки, добавив, что Артусо и Стоун являются соответственно руководителем и заместителем проекта UT.

Скварницкий взволнован LHCb, потому что он помогает объяснить, как ведут себя мельчайшие составляющие вещества. Например, его последнее открытие доказывает, что пятиугольники строятся так же, как протоны и нейтроны, которые связаны в ядре атома.

«Пентакварки, возможно, не играют существенной роли в материи, из которой мы сделаны, — говорит он, — но их существование может существенно повлиять на наши модели материи, обнаруженные в других частях Вселенной, таких как нейтронные звезды».

Источник информации: https://phys.org/news/2019-03-physicists-class-pentaquarks.html#jCp

Физики открывают новый класс пятиугольников

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 2,00 из 5)
Загрузка...