Физики на Большом адронном коллайдере обнаружили редкий тип частиц: что известно

Результаты нового эксперимента еще не были представлены в виде научной статьи, но уже известно на Большом адронном коллайдере ученым удалось зафиксировать появление более сотни нестабильных гиперядер. Это ядра атомов, в одной из составляющих которых присутствует необычный аромат кварка. Ученые считают, что новое исследование поможет обнаружить источник антигелия, который теоретически существует в космосе, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Для того, чтобы обнаружить новые частицы, который существуют очень недолго, ученые сталкивают частицы ядра атомов на высокой скорости на Большом адронном коллайдере (БАК).

Ядра атомов обычных частиц и античастиц состоят из барионов (это частицы, которые имеют три кварка), то есть протонов и нейтронов. Виды кварков называются ароматами и всего их 6. Так вот протоны состоят из двух верхних кварков и одного нижнего кварка, а нейтроны – из двух нижних кварков и одного верхнего.

Но намного реже можно обнаружить гиперядра атомов, где кроме протонов и нейтронов есть еще и гипероны, которые содержат такой аромат кварков, как странный кварк. Одним из гиперядер является гипертритон, который состоит их протона, нейтрона и лямбда-гиперона, где также есть один странный кварк. Гиперядра вообще имеют важное значение для физиков не только сами по себе, но и в более обширном астрофизическом смысле.

Считается, что гипероны могут появляться в ядрах нейтронных звезд, которые являются остатками умерших обычных огромных звезд. Но гипероны очень быстро распадаются, поэтому чтобы обнаружить гипертритоны и их античастицы нужно использовать только БАК.

Во время нового эксперимента физики не удалось зафиксировать стабильных гипертритона или его противоположного аналога, скорее они нашли продукты их распада. Когда протоны сталкиваются в БАК, то это приводит к кратковременному появлению новых частиц. Во время эксперимента на долю секунды возник гипертритон, но затем это гиперядро распалось на антипротон и положительно заряженную пару кварк-антикварк, которая называется пионом.

Когда пион вылетает из ядра, антипротон остается внутри, и превращает антигипертритон в антигелий. То же самое происходит и с гипертритоном, только гиперон распадается на протон и отрицательно заряженный пион, а ядро в ядро обычного гелия.

С помощью новой техники идентификации гелия ученым удалось обнаружить пионы и ядра гелия и антигелия. Измерив массы ядер атомов, ученые смогли проследить их формирование до распада гипертритонов и антигипертритонов.

Если понять, как антигелий формируется и распадается в космосе, ученые смогут понять какое количество этих частиц может долететь до Земли. И это может подтвердить или опровергнуть тот факт, что антигелий возможно все-таки обнаружили 5 лет назад в космосе.

По словам ученых, новый метод идентификации гелия также дает физикам возможность изучить, как вместе удерживаются кварки в барионах.

Напоминаем, что физики впервые обнаружили неуловимую частицу на Большом адронном коллайдере. Такие фундаментальные частицы, как нейтрино, являются одними из самых распространенных во Вселенной, но их труднее всего обнаружить, как уже писал Фокус.