На ускорителе Tevatron обнаружена неизвестная ранее элементарная частица, состоящая из двух странных и одного прелестного кварков.

6 сортов кварков являются самыми элементарными из элементарных частиц. Протоны и нейтроны построены из верхних (u-кварк) и нижних (d-кварк) кварков, а открытая удивительная частица – из 2 странных (s-кварк) и 1 прелестного (b-кварк) кварка


Распад содержащей b-кварк частицы напоминает фейерверк: до своей гибели она успевает пролететь не более 1 мм – а затем переходит в другие частицы, J/Psi и омега-минус-барионы. J/Psi тоже быстро распадаются, образуя пару мюонов, а омега-минус-барион может «протянуть» целых несколько сантиметров, прежде чем превратиться в нестабильный лямбда-барион (распадающийся на протон и пион) и в долгоживующую частицу – каон


Ускоритель Tevatron разгоняет протоны и антипротоны до скоростей, близких к световым. В результате их столкновения образуются частицы, массой больше чем те и другие вместе взятые: энергия переходит в массу


Детектор DZero в высоту – как трехэтажный дом. Он фиксирует следы быстроживущих частиц, образовавшихся в ходе столкновений высокоэнергетических частиц – например, пар протон-антипротон

«Родственники» частицы, получившей название ?b («омега-б»), барионы , легко обнаружить в природе. К ним относятся всем известные протон и нейтрон, однако омега-б весит вшестеро тяжелее них. Она несет и заряд, равный заряду электрона, имеет спин 1/2.

Как и другие барионы, она включает 3 кварка , но их комбинация у каждого вида барионов уникальна: к примеру, протон состоит из одного d-кварка (нижнего) и двух u-кварков (верхних), а омега-б – из одного b-кварка (прелестного) и двух s-кварков (странных). Это открытие, действительно, колоссально важно, ведь частица закрывает «брешь» в своего рода «элементарной таблице элементарных частиц» – барионов, основных строительных блоков обычной материи.

Омега-б – пожалуй, самый экзотичный из известных на сегодня барионов. Ученым потребовалось проанализировать результаты примерно ста триллионов столкновений протонов с антипротонами, проведенных в огромном ускорителе частиц Tevatron . И лишь 18 из них содержали данные о появлении (и быстром распаде) этой редкостной частицы. Она крайне нестабильно и успевает пролететь буквально миллиметр, прежде чем распасться на другие частицы – существование этой частицы длится буквально триллионную долю секунды.

«Обнаружение этого бариона, - говорит работающий на ускорителе Дмитрий Денисов, - это еще один триумф кварковой модели. Экспериментальные данные о его массе и ходе распада позволят лучше понять силы, которые удерживают кварки вместе». Кварковая модель, предложенная в начале 1960-х, говорит о том, что из всех разновидностей кварков в разных комбинациях можно получить 20 барионов. Пока что открыто 13 из них. И «страннее» обнаруженной обмега-б частицы – только омега-минус, состоящая сразу из 3-х странных кварков.

Открытие омега-б было совершено с помощью детектора DZero, на котором трудятся больше 600 ученых из 90 организаций 18-ти стран мира. Омега-б – последняя в списке барионов, обнаруженных ими: годом ранее здесь была впервые зафиксирована частица ?b-, а в 2006-м – и ?b. Но еще большие надежды, конечно, возлагаются на Большой Адронный Коллайдер, о котором мы уже рассказывали во всех подробностях – от строительства до науки и песен (« Пока не случился БАК »).

По пресс-релизу Fermi Lab