Международная команда ученых-физиков, проводящих исследования в области физики высоких энергий и высокоэнергетических элементарных частиц, в апреле месяце 2013 года обнаружила новую электрически заряженную частицу Zc(3900), что стало преддверием открытия целого семейства новых элементарных частиц, состоящих из четырех кварков. После этого, физики, работающие со спектрометром Beijing Spectrometer в рамках эксперимента BESIII, обнаружили в результатах своих экспериментов четкие следы другой экзотической частицы Zc(4020), принадлежащей к вышеупомянутому четырехкварковому семейству, что послужило убедительным доказательством существования целого ряда подобных частиц.
«Как было принято считать ранее, кварки, образующие элементарные частицы, связываются парами или тройками. Новые результаты проведенных нами экспериментов открывают нам двери в новый мир ранее неизвестных частиц, состоящих из четырех кварков» — рассказывает Фредерик Харрис, профессор из Гавайского университета в Маноа и участник научной группы эксперимента BESIII, — «Уникальные образцы данных, собираемые сейчас датчиками эксперимента BESIII, позволяют нам начать массированное проникновение в тайны экзотической материи, частицы которой состоят из четырех и большего числа кварков».
Используя Пекинский позитронно-электронный коллайдер (Beijing Electron Positron Collider, BEPCII), ученые настроили его на такой режим, при котором энергия столкновения электронов и позитронов равна 4260 МэВ, что соответствует массе-энергии частицы Y(4260). В результате регистрации огромного числа столкновений электронов и позитронов были отмечены случаи появления самых различных частиц, известных и неизвестных, которые определялись по характерной последовательности их распада.
Такой метод позволил ученым, работающим в рамках эксперимента BESIII, сначала наблюдать следы частицы Zc(3900), а затем и частицы Zc(4020). Помимо этих частиц, ученые также обнаружили в следах распадов следы электрически нейтральной частицы X(3872), частицы из четырех кварков, существовавшей раньше только в теории и которую ученые не могли «поймать» экспериментальным путем уже в течение 10 лет.
«2013 год был захватывающим годом для ученых, участвующих в эксперименте BESIII» — рассказывает Харрис, — «Используя распад частицы Y(4260), нам удалось обнаружить целую семью частиц, состоящих из четырех кварков. К сожалению, для наблюдаемых нами явлений еще не существует до конца проработанной теоретической базы, а это указывает на то, что мы обнаружили совершенно новые формы материи. Сложившееся положение не просуществует долго, мы уже начали заниматься созданием системы классификации этих таинственных частиц, которая, в конце концов, станет основой, на которой будет выстроена новая теоретическая база».
Эксперимент BESIII является одним из многих экспериментов в области физики высоких энергий и высокоэнергетических элементарных частиц, которые проводятся в настоящее время на Пекинском позитронно-электронном коллайдере. Группа ученых, принимающая участие в этом эксперименте состоит из 350 участников из 50 различных научных учреждений 11 стран.
Источник:
