Физики искали экзотическую частицу Y(2175), а вместо нее нашли две новые структуры — Y(2240) и X(1830), которые не вписываются в стандартную модель кваркового устройства материи. Открытие может изменить представление о том, как устроены адроны и как работает сильное взаимодействие.
Ученые использовали ускоритель CEBAF, чтобы направить электроны на алмазную пластину и превратить их в высокоэнергетические фотоны с параллельными спинами. Затем эти фотоны сталкивали с протонами в жидководородной мишени — и в образующемся ливне частиц детектор зафиксировал нечто необычное.
Изначально исследователи проверяли, появится ли частица Y(2175) при фотонном способе производства, в отличие от предыдущих экспериментов, где она рождалась в электрон-позитронных столкновениях. Однако вместо Y(2175) на массе около 2.24 ГэВ обнаружился сигнал Y(2240) с достоверностью 5 сигма (вероятность ошибки — 0.0006%), а также след X(1830) на массе 1.82 ГэВ с достоверностью 3 сигма. Ученые уточнили параметры: масса Y(2240) — 2249 ± 12 МэВ, ширина — 153 ± 54 МэВ; масса X(1830) — 1828 ± 12 МэВ, ширина — 95 ± 34 МэВ.
«Мы оказались в новой эпохе, похожей на события 70-летней давности. Тогда открыли зоопарк адронов, теперь столкнулись с зоопарком экзотических состояний», — заявил Франк Нерлинг из Центра исследований тяжелых ионов GSI. Новые частицы могут оказаться не просто кварк-антикварковыми парами, а более сложными конструкциями, в которых важную роль играют глюоны — переносчики сильного взаимодействия.
Эксперимент обладает уникальной установкой: миллионы фотонов в секунду бомбардируют мишень, генерируя данные, способные за минуты заполнить жесткий диск обычного ноутбука . Ни один другой эксперимент не имеет фотонного пучка такой интенсивности при доступной энергии. Теперь теоретикам предстоит выяснить, какая именно экзотическая кварковая конфигурация реализована в природе, и проверить, способна ли стандартная модель объяснить новые явления микромира.
Читайте также: Секретная сделка ЦРУ спасла Стива Джобса от банкротства и вернула в Apple