В основе существования нашей Вселенной лежит набор силовых взаимодействий, в которых участвуют частицы микромира.

В конечном счете именно они несут ответственность за все великое разнообразие явлений Природы. Физики называют эти первичные взаимодействия  фундаментальными.

В настоящее время известно четыре взаимодействия этого типа. Помимо многих качественных различий они не походят друг на друга и по интенсивности своего силового воздействия.

Минимальной силой обладает гравитация, которая зато действует на все без исключения объекты Вселенной.

Остальные взаимодействия - слабое, электромагнитное и сильное - уже не универсальны, каждому из них подчиняются лишь частицы с определенными характеристиками. Например, в электромагнитном взаимодействии участвуют только частицы, несущие электрические заряды.

Частицы, которые подчиняются сильному взаимодействию, называются адронами. Все они сложены из элементарных кирпичиков, кварков. Адроны, в свою очередь, делятся на два многочисленные семейства, барионы и мезоны.

Каждый барион состоит из трех кварков, в то время как в состав мезонов входят только спаренные кварки и антикварки. Среди барионов есть стабильные частицы, протоны и нейтроны, из которых сложены атомные ядра. Все без исключения мезоны, напротив, нестабильны и обладают очень короткими временами жизни.

В нашем мире существует лишь шесть различных кварков (двенадцать, если в расчет брать и антикварки). Они объединены в три группы, каждая из которых состоит из двух кварков. Кварки первой группы (те самые, из которых составлены протоны и нейтроны) обладают минимальной массой, третьей – максимальной. Один из них называется t-кварком, другой – b-кварком. Хотя b-кварк легче своего партнера почти в сорок раз, он гораздо тяжелее кварков первой и второй групп.

На первый взгляд может показаться, что существует лишь один-единственный мезон, состоящий из b-кварка и его антикварка. Однако в самом деле их довольно много.

Дело в том, что связанная система «кварк-антикварк» может обладать целым набором разрешенных энергий – как говорят физики, может находиться в различных энергетических состояниях. Эти состояния в эксперименте проявляют себя как самостоятельные частица. Поскольку их энергии различны, массы тоже не совпадают.

Первый мезон, скомпонованный из b-кварка и b-антикварка, был открыт в Национальной лаборатории имени Ферми еще в 1977 году. В качестве названия ему присвоили греческую букву Υ - «ипсилон». Затем экспериментаторы идентифицировали еще дюжину мезонов с той же самой кварковой структурой.

Все они оказались возбужденными связанными состояниями b-кварка и b-антикварка, и поэтому их массы превышали минимально возможную. Однако с самого начала было понятно, что должна существовать и частица, соответствующая основному, самому низкому энергетическому состоянию этой кварковой пары. Ей было заранее присвоено имя ηb, эта-б-мезон. Ее искали много лет, но до недавнего времени безуспешно.

Теперь эта цель наконец-то достигнута. Работающие в Стэнфорде экспериментаторы нашли следы новой частицы в продуктах распада одной из разновидностей ипсилон-мезона, которые рождались в столкновениях электронов и позитронов. Теория указывает, что этот мезон Υ(3S) может отдать избыток своей энергии, испустив гамма-квант с энергией чуть больше 900 миллионов электронвольт, и в результате дать начало эта-б-мезону.

Исследователи проанализировали великое множество подобных распадов и действительно обнаружили в спектре излучаемых гамма-квантов пик с нужной энергией.

На этой основе они пришли к выводу, что теперь впервые удалось надежно зарегистрировать рождение эта-б-мезонов. Тот же эксперимент позволил установить и массу этой частицы, которая оказалась почти в десять раз тяжелее протона.

• Андронный коллайдер запущен
• Бозон Хиггса. На пути к частице

Добавить комментарий

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.