На японському колайдері виявлена частинка абсолютно нового типу, квантовий монстр, що складається з чотирьох кварків
Дві групи вчених з Японії і Китаю, проводячи незалежні дослідження на прискорювачах частинок в рамках експериментів Belle і BESIII, займалися пошуками різних екзотичних видів матерії і її станів. Але результатом їх роботи абсолютно несподівано стало виявлення елементарної частинки нового типу. Ця частка, Zc(3900), яка складається з чотирьох кварків різних типів (ароматів), є настільки екзотичної і рідкісною, що вчені-фізики і не припускали раніше навіть про можливість існування таких частинок.
Областю інтересів проведення експериментів на японському прискорювачі Belle і на китайському прискорювачі BESIII були пошуки і вивчення властивостей іншого квантової частинки, Y(4260), яка вперше була виявлена в 2005 році. Квантова частинка Y(4260) має вельми екзотичний склад, в який входить "зачарований" кварк і "дивний" кварк. Але не кварки визначають "екзотичність" цієї частки. Вся справа в тому, що до складу частинки Y(4260) входить додатковий глюон, бозон, який забезпечує сильні ядерні взаємодії, що зв'язують ядра атомів в єдине ціле. Будь адрон, частинка, яка входить до складу ядер атомів, повинна містити, принаймні, один глюон. Частку Y(4260) виділяє із загального ряду наявність другого, додаткового глюона і це зумовлює підвищений інтерес до неї з боку вчених.
Проводячи зіткнення частинок-адронів на прискорювачах Belle і BESIII, в результаті яких народжувалися частинки Y(4260), вчені помітили незвичайний сплеск даних на рівні енергії-маси 3.9 Гев (гігаелектронвольт). Така енергія відповідає приблизно чотирьом мас протона і вказує на факт існування нової величезної екзотичної частинки, що складається мінімум з чотирьох кварків.
Вченим-фізикам відомо, що сигнал на рівні 3.9 Гев може з'явитися в результаті деяких інших вельми незвичайних квантових ефектів, наприклад, двома різними частками, що складаються з двох кварків кожна, які зчепилися один з одним на короткий проміжок часу з допомогою невідомих на сьогоднішній день науці механізмів. Але статистика з 460 випадків реєстрації сигналів на рівні 3.9 Гев дозволяє з неабиякою часткою впевненості припускати те, що був виявлений абсолютно новий тип частинки, частка Zc(3900).
Як вже згадувалося вище, частка Zc(3900) складається з чотирьох кварків. Зазвичай частинки складаються з двох або трьох кварків. Протони і нейтрони - це досить буденні приклади добре відомих частинок, адронів, що складаються з трьох кварків, а півонії і каоны - це більш рідкісні види адронів, мезони складаються з двох кварків. Частка Zc(3900), ймовірно, складається з "зачарованої" кварка, "дивного", "верхнього" і "нижнього" кварків. З'єднавшись в єдине ціле, ці кварки сформували гігантський адрон, мезон з чотирьох кварків, який раніше вважався чимось на зразок гіпотетичної форми матерії.
Без сумніву, науковці, які працюють на інших прискорювачах, проведуть свої власні експерименти, отримуючи і вивчаючи властивості частинки Zc(3900), яка цілком може стати "зіркою" ядерної фізики поряд з іменитим бозоном Хіггса. Відкриття частинки Zc(3900), яка на короткий час з'являлася в реальному світі, стало ще одним доказом того, як багато таємниць і загадок містить Всесвіт, до розуміння устрою якої ми тільки починаємо наближатися.