У результаті розпаду протона в кільці колайдера утворилася частинка, що раніше ненаблюдалася, - баріон, що складається з двох зачарованих кварків і одного верхнього.
Детектор LHCb Великого адронного колайдера зареєстрував нову фундаментальну частинку, що складається з двох зачарованих кварків і одного верхнього кварка. Маса нововідкритої частинки - 3621 мегаелектронвольт; це майже вчетверо більше маси протону; така велика маса обумовлена присутністю двох зачарованих кварків (маса кожного становить 1275 МеВ).
Нововідкрита частинка належить до сімейству барионів - частинок, що складаються з трьох кварків. Найвідоміші представники цього сімейства - протони і нейтрони, з яких складаються ядра атомів. Протони складаються з двох верхніх кварків і одного нижнього, нейтрони - з двох нижніх і одного верхнього. Крім нижніх (d) і верхніх (u) (легких) кварків, Стандартна модель описує ще чотири типи важких - дивний (s), зачарований (c), чарівний (b) і топ-кварк (t). Теоретично можливі баріони з різних комбінацій кварків. Найбільш стійкі баріони - протони і нейтрони - складаються з найлегших кварків; частинки, до складу яких входять важкі кварки, живуть дуже недовго, а виникають рідко, тому, хоча всі вони давно передбачені теоретиками, довести їх існування вдається не завжди - як і у випадку з новим, «двічі зачарованим» кварком.
Спостерігати новий важкий баріон вдалося завдяки вирослій продуктивності коллайдера; наприкінці червня фізикам БАК вдалося помістити в кільце рекордну кількість згустків протонів на зустрічних пучках і отримати рекордну кількість зіткнень частинок; аналізуючи результати зіткнень, вчені змогли виявити рідкісні випадки розпаду протонів. В одному з таких випадків в результаті зіткнення протонів виник новий баріон, який потім розпався на лямбда-баріон і три різних мезони.
Новий, важкий баріон може стати відмінним інструментом дослідження властивостей сильної взаємодії - однієї з чотирьох фундаментальних взаємодій, яка забезпечує взаємне тяжіння кварків у частинках, що складаються з них, і за тяжіння протонів і нейтронів в атомних ядрах.
Міжнародна група фізиків, що працює над експериментом LHCb, розповіла про відкриття на конференції Європейського фізичного товариства з фізики високих енергій 6 липня. Дослідження буде опубліковано в журналі Physical Review Letters; коротко про нього розповідає прес-реліз на CERN.