тетракварк что это такое простыми словами
Открыта новая экзотическая частица материи — тетракварк Tcc +
Коллаборация LHCb в ЦЕРНе представила новое открытие на конференции Европейского физического общества по физике высоких энергий (EPS-HEP). Новая частица, обнаруженная LHCb и обозначенная как Tcc +, представляет собой тетракварк — экзотический адрон, содержащий два кварка и два антикварка. Это самая долгоживущая частица экзотической материи, когда-либо обнаруженная, и первая содержащая два тяжелых кварка и два легких антикварка.
Кварки — это фундаментальные строительные блоки, из которых строится материя. Они объединяются, образуя адроны, а именно барионы, такие как протон и нейтрон, которые состоят из трех кварков, и мезоны, которые образуются как кварк-антикварковые пары.
В последние годы был обнаружен ряд так называемых экзотических адронов — частиц с четырьмя или пятью кварками вместо обычных двух или трех. Сегодняшнее открытие — это особенно уникальный экзотический адрон.
Новая частица содержит два очарованных кварка, а также верхний и нижний антикварк. В последние годы было открыто несколько тетракварков (в том числе один с двумя очарованными кварками и двумя очарованными антикварками), но это первый тетракварк, содержащий два очарованных кварка, без очарованных антикварков, чтобы уравновесить их. Физики называют это «открытое очарование» (в данном случае «двойное открытое очарование»).
Частицы, содержащие очарованный кварк и очарованный антикварк, обладают «скрытым очарованием» — сумма квантового числа очарования для всей частицы равна нулю, как положительный и отрицательный электрические заряды. Здесь квантовое число очарования в сумме дает два.
У Tcc + есть и другие интересные особенности, помимо открытости. Это первая обнаруженная частица, принадлежащая к классу тетракварков с двумя тяжелыми кварками и двумя легкими антикварками. Такие частицы распадаются, превращаясь в пару мезонов, каждый из которых образован одним из тяжелых кварков и одним из легких антикварков.
Согласно некоторым теоретическим предсказаниям, масса тетракварков этого типа должна быть очень близка к сумме масс двух мезонов. Такая близость по массе делает распад «трудным», в результате чего увеличивается время жизни частицы, и действительно, Tcc + является самым долгоживущим экзотическим адроном, обнаруженным на сегодняшний день.
Это открытие открывает путь к поиску более тяжелых частиц того же типа, в которых один или два очарованных кварка заменены нижними кварками. Особенно интересна частица с двумя нижними кварками: согласно расчетам, ее масса должна быть меньше суммы масс любой пары B-мезонов.
Это сделало бы распад не только маловероятным, но и фактически нереальным: частица не могла бы распадаться из-за сильного взаимодействия, а вместо этого должна была бы делать это за счет слабого взаимодействия, что сделало бы ее время жизни на несколько порядков больше.
Новый тетракварк Tcc + — интересная цель для дальнейшего изучения. Все частицы, на которые он распадается, сравнительно легко обнаружить, и в сочетании с небольшим количеством доступной энергии при распаде это приводит к превосходной точности определения его массы и позволяет изучать квантовые числа этой удивительной частицы. Это, в свою очередь, может обеспечить строгую проверку существующих теоретических моделей и даже потенциально позволить исследовать ранее недостижимые эффекты.
«Наблюдение за сильно связанным экзотическим адроном, который был бы устойчивым по отношению к сильному взаимодействию, было бы краеугольным камнем в понимании КХД в масштабе адронов», — говорит Иван Поляков, один из авторов исследования.
На Большом адронном коллайдере открыт тетракварк с двойным очарованием
Рис. 1. Один из возможных вариантов внутренней структуры нового тетракварка: два тяжелых c-кварка образуют компактный тяжелый дикварк, вокруг которого вращаются два легких u— и d-антикварка. Рисунок с сайта cerncourier.com
Коллаборация LHCb, которая работает на Большом адронном коллайдере в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) и в которую входят и многие российские институты, объявила об открытии новой частицы — экзотического тетракварка. Новая частица сильно выделяется из ряда других экспериментально открытых тетракварков тем, что это так называемый дважды очарованный тетракварк, — он содержит сразу два очарованных кварка, но не содержит очарованных антикварков. Кроме того, частица является очень долгоживущей — время ее жизни на один-два порядка больше, чем у частиц с похожей массой.
Коротко о кварках и адронах
Стандартная модель включает шесть типов кварков, которые традиционно называются следующим образом: верхний (u — up), нижний (d — down), очарованный (c — charmed), странный (s — strange), истинный (t — truth или top) и прелестный (b — beauty или bottom). Их электрические заряды и массы указаны на рис. 2. Как видно из рисунка, массы кварков очень сильно различаются — от 2,3 МэВ для u-кварка до 173 ГэВ для t-кварка. Обычно физики называют u-, d— и s-кварки легкими, а c-, b— и t-кварки — тяжелыми.
Рис. 2. Массы и заряды кварков в Стандартной модели. Заряды приведены в элементарных зарядах, равных заряду электрона с противоположным знаком, а массы — в стандартных в физике элементарных частиц единицах измерения, электронвольтах (эВ). 1 электронвольт — это энергия, которую приобретает электрон при прохождении разности потенциалов 1 В (МэВ и ГэВ — это мега- и гигаэлектронвольты, соответственно). Рисунок с сайта ru.wikipedia.org
Адроны могут состоять из всех кварков (и антикварков, которые отличаются от кварков знаком заряда) кроме t-кварка, который очень тяжелый, а потому быстро распадается на другие частицы, не успевая образовать связанное состояние с другими кварками, которое можно было бы назвать частицей. Поэтому t-кварк участвует в процессах взаимодействия элементарных частиц только в роли виртуальной частицы. Согласно квантовополевой Стандартной модели элементарных частиц, кварки являются точечными частицами, но адроны имеют конечный размер, равный приблизительно 10 −13 см.
Существует несколько типов адронов. Самыми хорошо исследованными из них являются мезоны, состоящие из пары «кварк — антикварк» и имеющие целый внутренний момент вращения (называемый спином), а также барионы, состоящие из трех кварков и обладающие полуцелым спином (сами кварки имеют спин 1/2). К барионам относятся, например, протоны и нейтроны, из которых состоят атомные ядра. В их состав входят только легкие u— и d-кварки.
На самом деле, квантовополевая теория сильных взаимодействий — квантовая хромодинамика (КХД) — утверждает, что кроме таких «обычных» кварков, называемых валентными, адрон состоит из неопределенного количества глюонов, связывающих валентные кварки друг с другом, и виртуальных кварк-антикварковых пар, постоянно рождающихся из вакуума. Эти виртуальные кварки называются «морскими» (sea quarks). В рамках этой статьи, говоря о составе адронов, мы имеем в виду только валентные кварки.
Барионов и мезонов известно много, и они хорошо изучены. Однако еще в 1964 году американцами Марри Гелл-Маном и Джорджем Цвейгом было высказано предположение, что существуют адроны, состоящие из четырех и даже пяти кварков — тетракварки и пентакварки. Впоследствии их гипотеза подтвердилась: на данный момент экспериментально обнаружено уже 4 пентакварка и около 20 тетракварков. Всего же открыто около 500 адронов (вместе с античастицами, которые отличаются от адронов заменой всех составляющих их кварков на антикварки и наоборот). Только на Большом адронном коллайдере в CERN было открыто 62 новых адрона, из которых 59 — за последние 10 лет (рис. 3).
Рис. 3. Адроны, открытые за последние 10 лет на Большом адронном коллайдере. В скобках указаны массы частиц в МэВ. Кварковый состав обозначен цветами. Рисунок с сайта home.cern
Новый тетракварк
На днях коллаборация LHCb на конференции Европейского физического общества по физике высоких энергий (The European Physical Society Conference on High Energy Physics, EPS-HEP) сообщила об открытии нового экзотического тетракварка. Этот адрон состоит из двух тяжелых c-кварков и легких анти-u— и анти-d-кварка. Экзотичность новой частицы заключается в том, что это первый открытый тетракварк с так называемым «двойным открытым очарованием»: он включает в себя два очарованных кварка и ни одного анти-c-кварка. Все остальные экспериментально открытые тетракварки обладают либо «скрытым очарованием» (то есть имеют в своем составе равное количество c-кварков и их античастиц), либо «одинарным открытым очарованием» (то есть включают один очарованный кварк).
Обозначается новая частица \(T_
Еще одно интересное свойство \(T_
Рис. 4. Еще один возможный вариант структуры нового тетракварка: два очарованных мезона связаны друг с другом сильным взаимодействием. Рисунок с сайта lhcb-public.web.cern.ch
Экспериментальные данные, в которых обнаружился тетракварк \(T_
Рис. 5. Пик в инвариантной массе системы \(D^0D^0\pi^+\). Горизонтальная ось — инвариантная масса \(D^0D^0\pi^+\), вертикальная ось — число соответствующих событий распада. Рисунок с сайта lhcb-public.web.cern.ch
Открытие тетракварка, имеющего в своем составе два тяжелых c-кварка и при этом ни одного анти-c-кварка, дает исследователям надежду на то, что может существовать и частица, содержащая пару еще более тяжелых прекрасных b-кварков без соответствующих анти-кварков. Время жизни этой гипотетической частицы ожидается равным приблизительно 10 −13 секунды, что еще на 8 порядков больше, чем у долгоживущего \(T_
Источники:
1) Observation of an exceptionally charming tetraquark — краткое сообщение об открытии на сайте коллаборации LHCb.
2) New tetraquark a whisker away from stability — заметка в издании CERN Courier.
3) I. Polyakov. Reсent LHCb results on exotic meson candidates — доклад представителя коллаборации LHCb на конференции EPS-HEP.
Физики открыли новую элементарную частицу – тетракварк
Большой адронный коллайдер, как известно, машина невероятно сложная. Среди основных задач ускорителя заряженных частиц – разгон протонов и тяжелых ионов и изучения продуктов их соударений. Так что когда говорят «эти колдуны-ученые дробят материю на атомы», все действительно так, за исключением, конечно, того, что ученые – не колдуны. Новое исследование, результаты которого были представлены в ходе международной научной конференции по физике, подтвердило существование ранее неизвестной частицы, которая представляет собой тетракварк – экзотический адрон, содержащий два кварка и два антикварка. Это – самая долгоживущая частица экзотической материи, которую когда-либо открывали исследователи, и первая, содержащая два тяжелых кварка и два легких антикварка. И прежде чем вы окончательно запутаетесь, напомним, что кварки – это фундаментальные строительные блоки, из которых строится материя. Объединяясь, эти субатомные частицы образуют адроны – группу, включающую знакомые протоны и нейтроны (иными словами, кварки меньше, чем просто маленькие.) Протоны и нейтроны состоят из трех кварков, но недавно обнаруженная частица адрона состоит из четырех, что делает ее разновидностью тетракварка – абсолютно новой частицы.
Физики открыли новую элементарную частицу – двойной тетракварк
Интересно, что в последние годы был обнаружен ряд так называемых экзотических адронов – частиц с четырьмя или пятью кварками вместо обычных двух или трех. Новое открытие касается особенно уникального и по-настоящему экзотического адрона.
Мир элементарных частиц
Элементарные частицы, хотя и невидимы человеческому глазу, составляют как и нас самих, так и все, что нас окружает. Говоря о кварках, важно понимать, что они отличаются друг от друга массой и зарядом. Новый тетракварк – первый экзотический адрон, который ученые называют очаровательным. Причина заключается в том, что два его кварка присутствуют рядом с антикварками, а вот они не очаровательны совершенно.
Кварки можно рассматривать как кирпичики Lego, поэтому просто обнаружить новую комбинацию из четырех кварков, которые ранее не наблюдались – не такой уж увлекательный процесс как может показаться. Что интересно изучать, так это ТО, КАК эти частицы объединяются – понимая эти процессы мы наконец сможем узнать как кварки склеиваются между собой, – сообщила Фрейя Блекман, физик из Университета Врие в Брюсселе, которая не принимала участия в исследовании. Я думаю, что это очень захватывающий результат.
Кварки – это строительные блоки материи. Их изучение помогает нам лучше понять Вселенную и окружающий мир.
Итак, новая частица содержит два кварка и два антикварка – злые близнецы кварка, если можно их так назвать. В последние годы было обнаружено несколько тетракварков (в том числе один с двумя кварками и двумя антикварками). Новое открытие физики выделяют особенно, так как частицы, содержащие кварк и антикварк, обладают по их словам «скрытым очарованием».
Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области физики частиц и не только читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
Почему тетракварк – особенная частица?
Экзотические частицы, подобные новому тетракварку, могут создаваться в ускорителях, таких как Большой адронный коллайдер, но появляются и исчезают они чрезвычайно быстро. Считается, что новый тетракварк существует довольно долго, прежде чем распадется. Но «долго» в данном случае – невероятно короткий период времени, за который вряд ли эту частицу можно измерить в наших, уж извините, человеческих терминах.
Продолжительно жизни нового тетракварка вероятно, немного превышает одну квинтиллионную секунды, – сказал Патрик Коппенбург, физик из Голландского национального института субатомной физики и член команды LHCb в ЦЕРН.
Как и многие другие кварковые состояния, новая частица была обнаружена найден физиками с использованием метода, под названием «охота за ударами». По сути, исследователи запускают ускоритель частиц и позволяют частицам сталкиваться, следя за неожиданным количеством энергии или массы в системе. Когда они получают результаты, не синхронизированные с основным шумом системы и отфильтровав все не относящиеся к делу сигналы, у физиков появляется подсказка – они наткнулись на что-то новое.
Большой адронный коллайдер в ЦЕРН позволяет ученым раскрывать самые удивительные тайны Вселенной.
Кстати, именно в следствие такой охоты в 2012 году был обнаружен бозон Хиггса. Подробнее о том, что представляет собой эта элементарная частица читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина.
Отметим также, что результаты, полученные с помощью БАК, способствуют пониманию физиками того, как взаимодействуют фундаментальные частицы. Что же до нового тетракварка (научно записанный как Tcc+), то он распадается медленно, так как лишь немногим тяжелее частиц, на которые он распадается. Предыдущие результаты LHCb позволили физикам-теоретикам предсказать в 2017 году, что подобный тетракварк, называемый Tbb, может быть полностью стабильным, что означает, что он вообще не распадется из-за сильного взаимодействия.
Это будет прорыв в физике элементарных частиц, если будет доказано открытие нового типа тетракварка с двумя тяжелыми кварками и двумя легкими антикварками»,- отметил Руй-Линь Чжу, физик-теоретик из Нанкинского нормального университета в Китае. Новое открытие яявляется абсолютным триумфом теоретических предсказаний.
Физика элементарных частиц – очень увлекательная наука.
В целом, новый эксперимент подтверждает ранее полученные исследователями выводы: «теперь мы знаем, что это частицы правят адронной вселенной», – отмечают физики. Более того, открытие открывает путь для поиска более тяжелых частиц того же типа, с одним или двумя кварками. Ну а новая частица – очень заманчивая цель для дальнейшего изучения.
Дело в том, что частицы, на которые распадается тетракварк, сравнительно легко обнаружить, и в сочетании с небольшим количеством доступной энергии при распаде это приводит к превосходной точности определения массы тетракварка и позволяет изучать квантовые числа этой увлекательной частицы. Это, в свою очередь, может обеспечить строгую проверку существующих теоретических моделей и даже потенциально может позволить исследовать ранее недостижимые эффекты. Наука, вперед!
Ученые оценили открытие «Мафусаила мира экзотических частиц»
Опрошенные РБК ученые оценили открытие новой частицы материи на Большом адронном коллайдере, о чем было объявлено днем 29 июля.
Как сообщалось, ученые представили первые наблюдения за новой частицей материи — дважды очарованным тетракварком. Эта частица состоит из двух очарованных кварков и двух антикварков. До этого считалось, что адроны могут состоять либо из кварка и антикварка, либо из трех кварков.
Старший научный сотрудник Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (ИТЭФ), кандидат физико-математических наук Иван Беляев, который принял участие в исследовании, сообщил РБК, что целью научной работы было понять, как устроен наш мир. «Безусловно, мы уже довольно много знаем об окружающем мире, о структуре материи, атомов, но когда мы проникаем еще глубже, то наше понимание постепенно меняется с количественного до полуколичественного и местами просто качественного», — сказал он.
По его словам, к примеру, ученые могут качественно сказать, как устроены протоны и нейтроны, из которых состоят ядра атомов, но количественно ответить на этот вопрос совершенно непросто. «С другой стороны, если мы копнем еще глубже, значительно глубже, то оказывается, что там происходит чудо, и на очень маленьких расстояниях, которые изучает физика высоких (и очень высоких) энергий, у нас появляется теория, которая позволяет довольно точно рассчитать все интересующие нас процессы и явления — квантовая хромодинамика (КХД), теория сильных взаимодействий. То есть физики начинают чувствовать себя весьма комфортно», — добавил ученый.
Вместе с тем он отметил, что на расстояниях от нескольких сотых радиуса протона до нескольких радиусов протона надежной теории и надежных методов расчетов нет. «Тут приходится полагаться на те или иные приближенные модели и на численные расчеты, называемые «вычисления на решетках». В таких случаях всегда работает принцип «доверяй, но проверяй». И проверка тех или иных предсказаний и расчетов является мощнейшим способом тестирования этих моделей и, соответственно, приближает нас к пониманию того, как работает КХД на этом масштабе расстояний, и, соответственно, к лучшему пониманию того, как именно устроен наш мир», — пояснил Беляев.
Как подчеркнул ученый, совершенно точно можно сказать, что благодаря этому исследованию сделан еще один шаг. «Большой ли то шаг или не очень, будет понятно нескоро. Но, как и любое открытие в науке, это не только вклад в науку как таковую, но и в общечеловеческую культуру», — считает он.
Говоря о том, что представляет собой тетракварк, Беляев сказал: «Это я и сам хотел бы знать». «То, что мы обнаружили, никак нельзя описать как «обычную» частицу. 57 лет назад появилась Кварковая модель, которая предложила описание всех адронов (частиц, которые участвуют в сильных взаимодействиях и к которым относятся, к примеру, протоны и нейтроны), базируясь на очень простых и элегантных принципах — все адроны представляют собой либо пары кварк — антикварк, либо тройки кварков», — сообщил он.
Ученый заметил, что эта схема прекрасно работала до 2003 года, когда внезапно была обнаружена загадочная частица, названная X (3872), которая очень плохо вписывалась в эту простую схему. «С 2003 года прошло уже много лет, мы многое знаем об этой частице, но мы до сих пор не понимаем, что именно эта частица из себя представляет. Потом необычные, или, как мы их называем, «экзотические», частицы посыпались, как из рога изобилия, и на сегодняшний день мы имеем примерно 25 частиц, которые не вписываются в эти рамки, четыре частицы, которые могут быть объяснены только как пентакварки, и около 20 частиц, которые более всего похожи на тетракварки. Тут ключевые слова — «более всего». Практически все из них с какими-то усилиями и не очень естественно имели и какое-либо другое, часто довольно вычурное и далеко не общепринятое, возможное объяснение», — рассказал Беляев.
Как отметил ученый, в этом вопросе важен сам факт, поскольку интерпретация этих экзотических состояний как тетракварков — не единственная. «И вот тут в игру вступает наша новая частица. И оказывается, что у нее, уникальной, нет никакой другой возможной интерпретации», — сказал он.
По его словам, большая часть других экзотических частиц содержит очарованный кварк и очарованный антикварк. «Мы же первый раз видим экзотическую частицу, в которой есть целых два очарованных кварка (с-кварка), — это на корню убивает практически все другие альтернативные интерпретации. То, что мы видим, — это тетракварк, состоящий из двух очарованных кварков: «нижнего» антикварка и «верхнего» антикварка», — пояснил Беляев.
Он подчеркнул, что удивительной также является масса новой частицы: она оказалась чрезвычайно близка к сумме масс двух других частиц — очарованных мезонов. «Такая близость вряд ли является случайной — для этого должна быть какая-то причина, нам сейчас совершенно неизвестная», — добавил ученый.
Еще более удивительным является время жизни данной частицы, заметил Беляев, так как она является Мафусаилом мира экзотических частиц. «Ее время жизни в 10–500 раз больше типичного времени жизни экзотических частиц.
И еще один момент: новая частица очень «рыхлая» — ее масса чуть-чуть больше массы ядра атома гелия, также известного как альфа-частица, а по размеру, как мы сейчас понимаем, она примерно соответствует ядру атома радия, который в 50 раз тяжелее. И это тоже довольно необычно и интригующе», — рассказал он.
Еще один участник исследования, кандидат физико-математических наук Иван Поляков сообщил РБК, что, по сути, непонятно, что из себя представляют открытые 25 частиц, о которых говорил Беляев, и это является проблемой. «Проблема имеет два конца. С одной стороны, несмотря на то что имеющаяся теория взаимодействий между кварками (КХД) замечательно описывает эффекты на очень малых расстояниях (достигаемых при очень больших энергиях). А на обычных расстояниях между кварками в адронах (сравнимых с размерами протонов) вычисления становятся невероятно сложными и неподъемными. В итоге приходится идти на некие ухищрения и упрощения, про которые неизвестно, насколько они правильно работают», — рассказал он.
С другой стороны, как отметил Поляков, про большинство открытых экзотических частиц нельзя с полной уверенностью сказать, реальны они или нет, так как существуют разные объяснения. «Или же их свойства измерить так сложно, что невозможно сказать, какая теоретическая модель лучше всего подходит», — добавил он.
По его мнению, в этом смысле новый тетракварк является настоящим подарком. «Во-первых, про него можно с полной уверенностью сказать, что он состоит из двух очарованных кварков (более тяжелых версий «обычных» кварков) и двух антикварков. И никак иначе. А во-вторых, нам так повезло, что он распадается в десятки или сотни раз медленнее всех остальных экзотических частиц, и отчасти поэтому мы смогли очень точно измерить его свойства», — сообщил Поляков.
По его словам, открытый тетракварк может оказаться своеобразной моделью внутриядерных взаимодействий. Оказалось, что масса этого тетракварка лишь чуть-чуть меньше суммы масс двух очарованных мезонов, поэтому исследователи могут представить, что он состоит из двух очарованных мезонов (частица с одним очарованным кварком), связанных друг с другом, — подобно тому, как протоны и нейтроны связаны между собой в ядрах, пояснил он.
Поляков добавил, что здесь вопрос заключается в том, существуют ли эти два очарованных мезона почти отдельно друг от друга или же их кварки тесно переплетены между собой, или что-то посередине. «Однако в случае очарованных тетракварков из-за того, что они более тяжелые, теоретические вычисления становятся немного более легкими и от того более надежными, поэтому есть надежда, что благодаря этой частице наконец удастся разобраться во многих до сих пор неразрешенных вопросах», — считает ученый.
Главный исследователь кластера ORIGINS (Мюнхен, Германия) Михаил Михасенко, который принимал участие в эксперименте, рассказал РБК, что ученым еще предстоит выяснить множество деталей об открытой частице, например, ее внутреннее строение. «В данный момент нет хорошего понимания размера нашего формирования и того, похожа ли она на составные атомы, как дейтрон или альфа-частица, или ближе по структуре к более простым частицам, как протон и нейтрон», — пояснил ученый.
Он отметил, что обнаруженная частица — не элементарная, как электрон, а имеет сложную внутреннюю структуру: чуть больше половины энергии заключено в массе составляющих компонент (четыре кварка), а оставшаяся часть хранится в энергии взаимодействия компонент.
«Наше открытие показывает, что TCC+ формирование сильно связанно и достаточно долгоживущее — 1e–20 секунды (1/100,000,000,000,000,000,000 секунды), что практически невероятно для микромира сильного взаимодействия», — подчеркнул Михасенко. По его словам, за последние 20 лет исследователи находили все больше доказательств существования экзотических формирований, и теперь у ученых появился «бесспорный экспериментальный факт», а также понимание того, в каком направлении продолжать исследования.
Директор НИИ ядерной физики МГУ им. Ломоносова, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук Эдуард Боос, комментируя открытие новой частицы материи, сообщил РБК, что основные частицы, из которых построено вещество, — это ядра и окружающие их электронные оболочки. «Ядра построены из частиц — протонов и нейтронов. Они, в свою очередь, состоят из кварков u и d и глюонов, которые склеивают их в протоны и нейтроны. Помимо кварков u и d, которые называются также кварками первого поколения, существуют кварки второго и третьего поколения», — рассказал он.
По его словам, во вновь открытой частице уникально собрались вместе два очарованных кварка c и c. «Когда были кварки и антикварки, такие частицы уже были найдены — c и анти-c — и другие легкие кварки в составе. Они называются частицами со скрытым очарованием, скрытым чармом. Здесь впервые обнаружена частица мезон (четыре кварка) с двумя c-кварками. Это так называемая частица с открытым очарованием, очарование ничем не скомпенсировано, это дважды очарованный мезон. Заряд у него плюс, поэтому он обозначается буквой T — TCC+. Помимо двух c-кварков в его состав входят анти-u-кварк и анти-d-кварк. Даже факт наличия этого состояния в течение долгого времени подвергался теоретическим сомнениям. Это важно и интересно с теоретической точки зрения», — заявил Боос.
По мнению ученого, было необходимо узнать, существует такая частица или нет. Он подчеркнул, что ее достаточно трудно выделить, потому что ее масса находится вблизи порогов рождения других частиц. «Чтобы это выделение можно было сделать, состояние должно быть долгоживущим. И вот коллаборация LHCb достигла результата, выделила это состояние. Теперь это представляет интерес для дальнейшей работы теоретиков по интерпретации того, как это состояние более детально устроено внутри, как идут распады», — заметил он.
Боос добавил, что любая новая достаточно долгоживущая (детектируемая) частица — это расширение нашего познания о том, как устроен мир, а также о правильности представлений, лежащих в основе понимания. «А основа понимания, как устроен микромир, позволяет понять, что было во Вселенной в первые мгновения, как развивалась история, происходило образование Вселенной, биосинтез, образовывались связные состояния из кварков. Тем самым дойти до того, как образовались мы, все окружающее нас. Все вокруг образовано из нуклонов — сильно взаимодействующих частиц, составленных из кварков. Чем больше мы о них знаем, тем лучше понимаем, как происходили процессы во Вселенной», — заключил Боос.