Необычную частицу из пяти кварков получили в ускорителе

Японские физики объявили об успешном эксперименте по созданию и измерению необычной короткоживущей частицы.

Физики, работающие на ускорителе частиц J-PARC в Японии, впервые синтезировали барионный резонанс Λ(1405), объединив отрицательно заряженный каон и протон. Исследование уточняет свойства этой нестабильной частицы и ее массу. Дальнейший анализ Λ(1405) поможет объяснить внутреннюю структуру сверхплотных нейтронных звезд, считают ученые.

Схематическое изображение эволюции материи и барионного резонанса Λ(1405). Изображение: Hiroyuki Noumi

Стандартная модель физики элементарных частиц полагает, что все вещество состоит из фундаментальных квантовых полей, квантами которых выступают 6 лептонов, 6 кварков и соответствующие им античастицы. Как правило, кварки не существуют отдельно, а объединяются в группы по двое и по трое, образуя адроны, например, протоны и нейтроны. Резонансом в этой модели называют короткоживущее возбужденное состояние адронов.

Физики на протяжении длительного времени изучают барионный резонанс Λ(1405). Но несмотря на годы исследований необычные свойства этого резонанса трудно объяснить. Например, неясно, почему он имеет самую легкую массу среди барионов с отрицательной четностью хотя содержит более тяжелый странный кварк, отмечают исследователи.

Чтобы ответить на эти вопросы физики провели исследование в ускорителе частиц. В процессе эксперимента отрицательно заряженные каоны или K-мезоны (адроны, состоящие из одного странного кварка и верхнего антикварка) выстреливались в дейтериевую мишень, каждая из которых имела по одному протону и одному нейтрону. В успешной реакции K-мезон выбил нейтрон, а затем слился с протоном, создав резонанс Λ(1405).

Схема получения Λ(1405). Изображение: Hiroyuki Noumi

Анализируя продукты распада, физики измерили комплексную массу Λ(1405). Исследователи отмечают, что образование связанного состояния K-мезон и протон были возможны только потому, что нейтрон уносил часть энергии.

Результаты исследования подтверждают, что Λ(1405) — это необычное состояние, сформированное из пяти компонентов — четырех кварков и одного антикварка. При этом его лучше всего рассматривать как временное связанное состояние K-мезона, состоящего из странного кварка и верхнего антикварка, и протона, содержащего два верхних кварка и один нижний кварк.

Физики отмечают, что лучшее понимание барионного резонанса поможет точнее описать свойства вещества сверхвысокой плотности, которое существует в ядре нейтронной звезды, а также процессы формирования Вселенной вскоре после Большого взрыва.


Читать далее:

Ядро Земли скоро будет вращаться в другом направлении

Посмотрите на водородную суперяхту, «летающую» над водой со скоростью 75 узлов

Млечный Путь оказался аномально большим для своей галактической нити

На обложке: протонный ускоритель J-PARC. Изображение: Patrick Dep, CC BY-SA 2.0, через Викисклад

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Google выпустила автономный «мозг» для роботов: новая модель работает без сети
Новости
В Сингапуре открыли способ омолодить сердце, не меняя клетки
Наука
Возраст стоянки древних людей в Красноярске увеличили на 10 000 лет
Наука
Стартап представил технологию, делающую кровь «прозрачной» во время операций
Наука
Посмотрите, как притягиваются одноименно заряженные частицы
Наука
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна
Космос
Появилась безопасная альтернатива препаратам от диабета и ожирения
Наука
Посмотрите на миллионы звезд и 2000 астероидов в беспрецедентном качестве
Космос
Облик древнего существа впервые восстановили в лаборатории: ему 580 млн лет
Наука
Спрос на специалистов по безопасности ИИ в России вырос в четыре раза
Новости
Опасный астероид может столкнуться с Луной вместо Земли: это угрожает спутникам
Космос
Строение перьев совы скопировали для разработки универсальной шумоизоляции
Наука
Популярный антидепрессант нарушил созревание половых клеток у мышей
Наука
На орбиту впервые отправили квантовый компьютер
Космос
Нейроморфный процессор «Алтай»: будущее ИИ по-русски
Технологии
Бактерии превращают пластиковый мусор в парацетамол
Наука
Японская ispace назвала причину второй неудачи при посадке на Луну
Космос
Из рисовой бумаги можно создать мягких роботов, которые разлагаются за месяц
Новости
Физик предложил заменить пространство-время трехмерным временем
Наука
Антропологи выяснили, почему только одна миграция людей из Африки была успешной
Наука