В никогда еще не видел частиц, четырех кварков рыбака видит издалека.

Физики считают, что обнаружили первый конгломерат из четырех кварков, включающих более чем две одинаковых. Этот tetraquark состоит из четырех кварков различных туристов: два очарования кварков, антиматерии и их аналоги, называемые anticharm кварков, исследователи отчет в режиме онлайн на arXiv.org 30 июня.

Кварки — основные строительные блоки материи — как правило, составляют три кварковых частиц, как протоны и нейтроны, или кварк-антикварковых пар, как пионы и каоны. Физики наблюдали некоторые более экзотические кварковые квартетов (ЗП: 4/11/14) и даже квинтеты (ЗП: 7/14/15). Но новый четырех-кварк частицы, получившей название Х(6900), является первым из четырех кварков частиц с все того же типа. Поскольку очарование кварков и их аналоги anticharm являются одними из самых тяжелых видов кварков, это также первый tetraquark включает в себя более двух тяжелых кварков.

“Это очень интересно находить”, – говорит физик Мэтью Шепард из Университета Индианы Блумингтон, кто не участвует в работе.

Кварки связаны между собой сильным взаимодействием. Открывая для себя новые, экзотические механизмы кварк “говорит нам кое-что о видах моделей кварков, что сильное взаимодействие создает, что говорит о сильном взаимодействии,” Шепард говорит. Более глубокое знание этой основополагающей силы природы, может дать представление не только в необычных частиц, например X(6900), но и общие Quark основе частиц, как протоны и нейтроны в атомные ядра.

Свидетельство нового tetraquark был скрываться в данных собранных с 2009 по 2018 год на Большой адронный коллайдер, или бак, недалеко от Женевы. В этих экспериментах, физики использовали бак, чтобы разбить протоны и наблюдать частицы куется в столкновениях.

Данные бак содержал подписей частицы с массой для квартета очарование кварков: около 6,900 млн. электрон-вольт. Что частицы распадались на два J/пси-частицы, каждая из которых содержит очарование и кварк anticharm, предполагая, что это изначально tetraquark с двумя шарм и два anticharm кварков. Как и другие известные tetraquarks, х(6900) может быть либо единым целым, состоящим из четырех кварков все плотно упакованы вместе, или пары двухкварковых частиц, которые являются более рыхлосвязанная — как набор атомов в молекуле (ЗП: 6/7/19).

“Нам нужно сделать много видов проверок, чтобы подтвердить, что это действительно есть”, – говорит соавтор исследования Люпань Ан, физик частиц на итальянского Национального института ядерной физики во Флоренции. Такая проверка может включать сбор данных с бак или, видя, если другие опыты столкновения частиц приводят к подобным результатам.

Полагая, что доказательства в этой экзотической кварковой кластерной держит, странных новых частиц предлагает “своего рода стресс-тест” для идей о том, как кварки построить дело, говорит соавтор исследования Крис Паркс, физик в Университете Манчестера в Англии. Он сравнивает используя этот tetraquark для изучения физики элементарных частиц биологи глядя на экстремофильными существ, как тихоходки, чтобы понять пределы биологии — или астрономы, используя черные дыры, чтобы посмотреть, будет ли теории о гравитации в таких напряженных условиях (ЗП: 4/16/20).

Это может быть легче для изучения взаимодействий кварков в X(6900), чем другие четыре-кварк родственники, содержащих легкие кварки, Шепард говорит. Это потому, что это заведомо сложно точно предсказать сложный, быстро движущийся поведение легких кварков. Когда дело доходит до четырех тяжелых кварков в X(6900), с другой стороны, физики могли бы потенциально построить простые модели для прогнозирования поведения кварк.