У роботі використані дані протон-протонних зіткнень, набрані на Великому адронному колайдері в 2016-2018 роках. Препринт статті знаходиться на рецензуванні в журналі Physical Review Letters. Стандартна модель, що описує пристрій нашого світу на мікрорівні (рівні елементарних частинок), передбачає, що більшість частинок (адрони) складається з кварків - заряджених фермионов, які групуються в пари кварк-антікварк (мезони) або три кварка (баріони). Знайомим всім прикладом баріонів є протон і нейтрон, що складаються з верхніх (up) і нижніх (down) кварків. Разом з електроном вони формують атоми і всю видиму матерію у Всесвіті.
Крім цих, найлегших баріонів, існує і безліч інших станів, що відрізняються кваркової складом, масою, часом життя і іншими характеристиками. Таким сімейством є і Ξb- баріони ( «ксі бе мінус баріон»), що складаються з верхнього або нижнього, а також дивного (strange) і чарівного (beauty) кварків. Ці частинки живуть короткий час і не присутні в стабільній матерії, що оточує нас, але можуть бути отримані в експериментах з фізики високих енергій на Великому адронному колайдері.
Усередині баріонів кварки пов'язані між собою фундаментальним сильним взаємодією. Залежно від конкретної конфігурації кварків всередині баріону частки з однаковим кваркової складом можуть мати різні маси і квантові числа за рахунок енергії спінового, радіального або орбітального збудження. Такі частинки називаються резонансами. Один з подібних резонансів і був вперше виявлений в нинішньому дослідженні в розпаді на "простий" Ξb- баріон і два півонії.
У колаборації CMS МФТІ представлений лабораторією фізики високих енергій, якою керує Тагір Аушев, член-кореспондент РАН. Робота лабораторії тісно пов'язана з освітньою програмою «Фундаментальні взаємодії і фізика елементарних частинок» Физтех-школи фізики і досліджень імені Ландау МФТІ під багаторічним керівництвом академіка РАН Михайла Данилова. Інтеграція науки і освіти в Физтех-школі створює сприятливі умови для залучення студентів в серйозну науку вже на 4-5 курсі.
Один з головних авторів відкриття, співробітник лабораторії фізики високих енергій і магістр освітньої програми Кирило Іванов так коментує результати статті: «Сильна взаємодія відповідає за зв'язок кварків всередині адронів і допомагає передбачати, як саме можуть формуватися частки. Виявлений нами новий чарівно-дивний баріон дає важливий внесок в наше розуміння сильної взаємодії і допоможе різним теоретичним моделям краще розраховувати властивості адронів, побудувати більш точну спектроскопію їх енергетичних рівнів ».
«До цього результату ми йшли майже два роки, і спочатку було неочевидно, що на наявною статистикою ми зможемо ефективно відновити і побачити сигнал від нового баріону. Наша наукова група виконала велику роботу по максимальному збільшенню експериментальної чутливості. І як результат - нова частинка виявлена з великою статистичної значимістю.
Маю велику надію, що попереду у нас багато нових досліджень в рамках експерименту CMS », - пояснює Руслан Чистов, науковий керівник дослідження, старший науковий співробітник лабораторії фізики високих енергій і доцент МФТІ. Ознайомитися докладніше з деталями відкриття можна в офіційному прес-релізі, опублікованому колаборацією CMS на сайті ЦЕРН.
Физтех-школа фізики і досліджень імені Ландау МФТІ - активний учасник експериментів на Великому адронному колайдері. Крім CMS, недавно МФТІ офіційно увійшов до колаборації ALICE. Крім того, багато базові організації фізтеху також є членами всіх чотирьох великих колаборацій ВАК (ATLAS, CMS, ALICE і LHCb), що надає студентам і співробітникам МФТІ безліч можливостей для дослідження сучасної фізики елементарних частинок на передовому фронті науки.
Джерело: Naked Science