Кварки обычно соединяются в группы из двух или трех, образуя составные частицы адроны. Десятилетиями, однако, физики-теоретики предсказывали существование адронов из четырех или пяти кварков, так называемых тетра- и пентакварков. Однако эксперименты последних лет подтвердили существование некоторых из этих экзотических адронов.

Эти частицы, состоящие из необычных комбинаций кварков, становятся идеальной лабораторией для изучения одной из четырех фундаментальных сил природы, сильного взаимодействия, соединяющего протоны, нейтроны и атомные ядра, из которых образовано вещество, пишет Phys.org.

«Частицы, состоящие из четырех кварков, уже экзотические, а то, которое мы только что обнаружили, первое, которое состоит из четырех тяжелых кварков одного типа, а именно, их двух очарованных кварков и двух очарованных антикварков», — сказал представитель LHCb Джованни Пассалева. — До сих пор LHCb и другие эксперименты наблюдали тетракварки только с двумя тяжелыми кварками максимум, и ни разу — с более чем двумя кварками одного типа».

Команда ученых обнаружила новый тетракварк при помощи технологии поиска частиц, при которой наблюдатель обращает внимание на чрезмерное количество столкновений. Изучив базы данных двух первых прогонов БАК, состоявшихся в 2009 — 2013 и в 2015–2018 годах, исследователи наткнулись на необычное распределение частиц, которое состояло из очарованного кварка и очарованного антикварка.

Это событие имеет статистическую значимость более пяти стандартных отклонений, то есть позволяет с полным правом утверждать, что была найдена новая частица, и соответствует предсказанной массе четырех очарованных кварков.

Как и в случае прошлых открытий тетракварков, не до конца ясно, действительно ли новая частица «истинный тетракварк» — то есть система из четырех кварков, тесно связанных вместе — или пара из двух кварков, слабо связанных между собой наподобие молекул. В любом случае, она поможет теоретикам протестировать новые модели хромодинамики, теории сильных взаимодействий.    

В начале года физики ЦЕРН сообщили о первом измерении определенных квантовых эффектов в энергетической структуре антиводорода. Их исследование поможет раскрыть отличия между поведением материи и антиматерии.