Вчені-фізики виявили нове сімейство елементарних часток, що складаються з чотирьох кварків
Міжнародна команда вчених-фізиків, які проводять дослідження в галузі фізики високих енергій та високоенергетичних частинок, в квітні місяці 2013 року виявила нову електрично заряджену частинку Zc(3900), що стало початком відкриття цілого сімейства нових елементарних часток, що складаються з чотирьох кварків. Після цього, фізики, що працюють з спектрометром Beijing Spectrometer в рамках експерименту BESIII, виявили в результати своїх експериментів чіткі сліди іншої екзотичної частинки Zc(4020), що належить до вищезазначеного четырехкварковому сімейства, що стало переконливим доказом існування цілого ряду подібних частинок.
"Як було прийнято вважати раніше, кварки, які утворюють елементарні частинки, зв'язуються парами або трійками. Нові результати проведених нами експериментів відкривають нам двері в новий світ раніше невідомих часток, що складаються з чотирьох кварків" - розповідає Фредерік Харріс, професор з Гавайського університету в Маноа і учасник наукової групи експерименту BESIII, - "Унікальні зразки даних, що збираються зараз датчиками експерименту BESIII, дозволяють нам почати масоване проникнення в таємниці екзотичної матерії, частки якої складаються з чотирьох і більшого числа кварків".
Використовуючи Пекінський позитронно-електронний колайдер (Beijing Electron-Positron Collider, BEPCII), вчені налаштували його на такий режим, при якому енергія зіткнення електронів і позитронів дорівнює 4260 Мев, що відповідає масі-енергії частинки Y(4260). У результаті реєстрації величезного числа зіткнень електронів і позитронів були відзначені випадки появи самих різних частинок, відомих і невідомих, які визначалися по характерній послідовності їх розпаду.
Такий метод дозволив вченим, які працюють в рамках експерименту BESIII, спочатку спостерігати сліди частинки Zc(3900), а потім і частинки Zc(4020). Крім цих частинок, вчені також виявили в слідах розпадів сліди електрично нейтральної частинки X(3872), частинки з чотирьох кварків, що існувала раніше тільки в теорії і яку вчені не могли "зловити" експериментальним шляхом вже протягом 10 років.
"2013 рік був захоплюючим роком для вчених, що беруть участь в експерименті BESIII" - розповідає Гарріс, - "Використовуючи розпад частинки Y(4260), нам вдалося виявити цілу родину часток, що складаються з чотирьох кварків. На жаль, для спостережуваних нами явищ ще не існує до кінця опрацьованою теоретичної бази, а це вказує на те, що ми виявили абсолютно нові форми матерії. Сформоване положення не проіснує довго, ми вже почали займатися створенням системи класифікації цих таємничих частинок, яка, зрештою, стане основою, на якій буде збудована нова теоретична база".
Експеримент BESIII є одним з багатьох експериментів у галузі фізики високих енергій і високоенергетичних частинок, які проводяться в даний час на Пекінському позитронно-електронному колайдері. Група вчених, яка бере участь у цьому експерименті складається з 350 учасників з 50 різних наукових установ 11 країн.