Что случилось с коллайдером
Запуск Большого адронного коллайдера отложили из-за коронавируса
Научные эксперименты на Большом адронном коллайдере не будут возобновлены в 2021 году, как планировалось ранее. Запуск коллайдера отложен из-за пандемии коронавирусной инфекции и связанных с этим задержек с подготовкой к работе главных детекторов CMS и ATLAS, говорится в материалах, опубликованных на сайте ЦЕРНа. Ученые рассчитывают, что в следующем году в кольце коллайдера будут некоторое время циркулировать тестовые пучки протонов на небольших энергиях, но экспериментов на высоких энергиях не будет до 2022 года.
Работа Большого адронного коллайдера была прекращена в декабре 2018 года. Предполагалось, что в следующие два года ученые и инженеры займутся модернизацией и ремонтом ускорителя, чтобы увеличить его светимость примерно в два раза и сделать шаг к превращению его в коллайдер высокой светимости (High Luminosity LHC, HL-LHC). В 2021 году должен был стартовать трех-четырехлетний сеанс работы коллайдера с постепенным повышением светимости вдвое. За этот сеанс планировалось накопить интегральную светимость 300 обратных фемтобарн (против 150 в предыдущем сеансе). После этого должна была последовать новая остановка для модернизации на два с половиной года, после чего коллайдер должен был достичь светимости в шесть-семь раз выше прежней.
Теперь стало известно, что коллайдер вернется к набору данных не раньше, чем в конце января 2022 года, что связано с задержками в работах на двух главных детекторах — CMS и ATLAS. В частности, необходимо дополнительное время для установки на CMS защиты от радиации и одного из элементов системы детекции мюонов — на ATLAS. В ноябре началось охлаждение магнитов коллайдера, к весне 2021 года они все должны быть охлаждены до рабочей температуры, а летом будут начаты эксперименты, не связанные с большим кольцом БАКа, в частности, эксперимент ISOLDE.
График работ по модернизации коллайдера. Зеленым выделены интервалы, когда работы на детекторах позволяют запускать пучки протонов в кольце БАКа
Блеск и нищета ускорителя Что сейчас происходит с Большим адронным коллайдером
Большой адронный коллайдер (БАК) был запущен 10 сентября 2008 года. Через девять дней в крупнейшем на планете ускорителе элементарных частиц произошла авария, и ученые вынуждены были прекратить работу на нем. Непосредственно перед запуском БАК и спустя некоторое время после поломки в СМИ появлялось огромное количество новостей о коллайдере, но постепенно информационный поток иссяк. Что сейчас происходит с БАК и вокруг него?
Фальстарт
Запуска БАК с нетерпением ждали не только физики, но и люди, которые последний раз вспоминали об этой науке в школе. Такое нетипичное внимание к исследованиям старательно поддерживалось журналистами, в том числе и далекими от науки. Кроме того, важную роль в «раскрутке» коллайдера сыграли работающие на нем специалисты, что является нетипичным для ученых поведением.
После проведения столь активной рекламной кампании специалисты БАК не могли обмануть ожидания миллионов жителей Земли и отложить запуск ускорителя. Знаменательное событие было намечено на 10 сентября 2008 года, однако незадолго до этого срока ученые столкнулись с рядом технических проблем. В назначенный день первые пучки протонов прошли по 27-километровому кольцу ускорителя. Исследователи прогнали протоны сначала по часовой стрелке, а потом и против, перевыполнив намеченную ранее программу.
Сразу после аварии стало ясно, что коллайдер получил серьезные повреждения, однако точная оценка причиненного ущерба заняла длительное время. Туннель ускорителя находится на глубине 100 метров, и в нем поддерживается стабильно низкая температура. Для того чтобы понять, что и почему произошло 19 сентября, ученым необходимо было прогреть поврежденную секцию до комнатной температуры, а затем частично разобрать конструкции БАК.
В итоговом заключении технической комиссии CERN (Европейский центр ядерных исследований, международная организация, курирующая проект БАК), выпущенном 5 декабря 2008 года, был сделан вывод, что причиной аварии стал брак при монтаже одного из контактов между магнитами. Размер причиненного ущерба был оценен в 21 миллион долларов. На ремонтные работы планировалось потратить половину этой суммы, а оставшиеся 10 миллионов должны были пойти на покупку новых магнитов.
Два наиболее сильно поврежденных участка. Фото с сайта cern.ch
Помимо собственно замены или ремонта поврежденных магнитов специалисты CERN разработали диагностическую систему, которая способна выявлять повреждения, способные спровоцировать новую аварию. С помощью этой системы уже были обнаружены несколько дефектных соединений в других секторах ускорительного кольца. В начале мая ученые выяснили, что некоторые контакты могут содержать дефекты несколько иного типа. Часть из них было решено заменить на новые.
Средства на устранение последствий аварии должны были предоставить страны-участники CERN. Дополнительные расходы и сами по себе не являются приятным событием, а тут еще грянул финансовый кризис. Выделение средств не на спасение экономики, а на непонятный прибор со сложным названием показалось разумной идеей не всем государствам.
В начале мая 2009 года Австрия заявила о своем желании выйти из CERN. По мнению официальных лиц, правительство смогло бы с большей пользой для страны потратить 17 миллионов, которые ежегодно уходят в бюджет CERN. Австрийские ученые восприняли решение правительства крайне негативно, и 18 мая канцлер страны объявил о том, что Австрия останется в составе CERN.
Не только БАК
Несмотря на то что на ремонт БАК уходит огромное количество ресурсов, CERN продолжает поддерживать и другие научные проекты. С 10 по 13 мая в Центре прошла конференция, посвященная их обсуждению. Для проведения большей части экспериментов ученые задействуют «разгоночные» ускорительные кольца БАК (перед тем как попасть в 27-километровый туннель, протоны набирают скорость в меньших по размеру кольцах). Программу конференции и ссылки на тексты докладов можно найти здесь.
Том Хэнкс в роли профессора Лэнгдона. Кадр из фильма «Ангелы и демоны»
Параллельно с чисто научной деятельностью CERN продолжает активно вести просветительскую работу. Одновременно с премьерой фильма Рона Говарда «Ангелы и демоны» был запущен сайт, на котором разъясняется суть упоминающихся в картине научных явлений. По сюжету главные герои пытаются спасти Ватикан, который злоумышленники хотят разрушить при помощи созданной в CERN антиматерии. Частично на сайте воспроизводится опубликованная ранее научно-популярная статья об антивеществе, но некоторые разделы сайта, посвященные экспериментам на БАК и бозону Хиггса, являются новыми.
Научную основу картины, снятой по мотивам одноименного романа Дэна Брауна, нельзя назвать безукоризненной. Тем не менее, представители CERN активно сотрудничают со съемочной группой и используют фильм для рекламы коллайдера. Во время визита в CERN в феврале исполнитель главной роли Том Хэнкс дал согласие принять участие в церемонии повторного запуска БАК.
Что дальше?
На Большом адронном коллайдере открыли новую форму материи. Почему ученые не понимают, с чем они столкнулись?
Большой адронный коллайдер. Фото: globallookpress.com
При участии российских физиков в ЦЕРН обнаружили новую частицу — экзотический тетракварк Tcс+, представляющий собой новую форму материи. В коллаборацию LHCb, которая сделала открытие, входят Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН, Новосибирский государственный университет, Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова и другие организации. «Лента.ру» рассказывает о научном достижении и о том, что оно значит для физики частиц в целом.
Очарованные и прелестные
LHCb — это один из четырех детекторов, установленных на Большом адронном коллайдере, который предназначен для изучения физики прелестных кварков (b-кварков) и нарушения CP-симметрии при взаимодействии между этими кварками. CР-симметрией называют неизменность законов физики при замене всех частиц на античастицы при одновременном зеркальном отражении физических процессов. Считается, что некоторые частицы не соблюдают СР-симметрию, и это может объяснять, почему во Вселенной материя преобладает над антиматерией. Помимо основной задачи, детектор LHCb также задействован в экспериментах с очарованными кварками (с-кварками).
Тетракварки являются экзотическими мезонами, то есть частицами, в которых число кварков равно числу антикварков. Экзотическими их называют потому, что изначально предполагалось существование частиц, состоящих либо из трех кварков, как протоны и нейтроны, либо из кварка и антикварка. В своих фундаментальных работах 1964 года физики Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг, в которых они предложили кварковую модель, упомянули возможность добавления кварк-антикварковой пары к минимальной мезонной или барионной кварковой конфигурации для образования адронов с четырьмя (тетракварк) или пятью (пентакварк) кварковыми составляющими. При этом считалось, что состав тетракварков всегда соответствует формуле qq’QQ’, где q — это легкий кварк (верхний, нижний или странный), а Q — тяжелый кварк (очарованный или прелестный); апострофы обозначают соответствующие антикварки (легкие или тяжелые).
Физикам потребовалось 50 лет, чтобы получить однозначные экспериментальные доказательства существования экзотических адронов. В апреле 2014 года коллаборация LHCb опубликовала измерения, которые продемонстрировали, что частица Z (4430), впервые обнаруженная коллаборацией Belle, состоит из четырех кварков (ccud). Затем в июле 2015 года на Большом адронном коллайдере произошел поворотный момент в спектроскопии экзотических барионов, когда коллаборация LHCb сообщила о признаках существования пентакварков.
Считается, что первым экспериментально обнаруженным тетракварком стал Zc(3900), открытый в 2013 году сразу двумя независимыми научными коллективами на китайском электрон-позитронном коллайдере в BEPC II и в японской лаборатории Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей. В 2015 году анализ распада лямбда-барионов, содержащих в своем составе один прелестный кварк (прелестные лямбда-барионы), раскрыл существование пентакварков — экзотических частиц, состоящих из пяти кварков. С тех пор экспериментально доказано существование 20 тетракварков и четырех пентакварков.
Устройство детектора LHCb
В июле 2020 года физики LHCb объявили о возможном открытии тетракварка с четырьмя очарованиями. До этого момента все известные экзотические частицы содержали пару очарованный кварк или очарованный антикварк или прелестный кварк и прелестный антикварк. В августе 2020 года впервые открыли тетракварк cdus с открытым очарованием, а в марте 2021 года — тетракварк со скрытым очарованием и странным кварком. О скрытом очаровании говорят, когда в составе адрона имеются очарованный кварк и очарованный антикварк. При открытом очаровании частицы не содержат очарованных антикварков, чтобы уравновесить очарованные кварки. Аналогичная терминология применяется к другим ароматам кварков.
На пике открытия
Новая частица проявила себя в виде узкого пика в спектре масс распада π+-мезона со статистической значимостью, превышающей 20 стандартных отклонений, что однозначно указывает на открытие. Физики проанализировали полный набор данных, полученных при сеансах работы коллайдера Run 1 и Run 2.
Тетракварк Tcс+, или ccud представляет собой единственную известную науке частицу, состоящую из четырех кварков, сразу два из которых являются очарованными (с-кварки), но при этом отсутствуют очарованные антикварки. Вместо них содержатся два антикварка с ароматами u (верхний) и d (нижний). То есть данная частица имеет открытое очарование и выходит за рамки традиционной схемы образования адронов, обнаруживаемой в мезонах и барионах. При этом время жизни нового тетракварка примерно в 10-500 раз больше, чем у частиц с похожей массой, что делает тетракварк Tcс+ рекордсменом-долгожителем.
Пик, соответствующий открытой частице
Все наблюдавшиеся экзотические адроны распадаются за счет сильного взаимодействия. Долгоживущая экзотическая частица, стабильная по отношению к сильному взаимодействию, заинтриговала бы сообщество физиков элементарных частиц. Адрон с двумя тяжелыми кварками и двумя легкими антикварками — главный кандидат. Однако до сих пор было неясно, будет ли такая частица существовать.
Ситуация изменилась четыре года назад, когда коллаборация LHCb обнаружила барион, содержащий два очарованных кварка и один верхний кварк. Это наблюдение позволило предсказать существование стабильного тетракварка bbud с двумя прелестными кварками. Долгожданное открытие на этой неделе показывает, что ccud также существует, что дополнительно подтверждает существование тетракварка bbud, устойчивого к сильным и электромагнитным взаимодействиям.
Атом или молекула
Физики предполагают две возможности взаимодействия кварков внутри тетракварка. Кварки могут быть тесно взаимосвязаны друг с другом или представлять собой тесно взаимодействующие мезоны. Иными словами, в первом случае экзотическая частица может быть больше похожа на «атом», который имеет очень маленькое и тяжелое ядро, состоящее из двух очарованных кварков и окруженное облаком очень большого размера из легких антикварков. Или же она является «молекулой», в которой две тяжелые частицы D0 и D*+ вращаются друг вокруг друга на расстоянии примерно в восемь-десять раз больше размера каждой из этих частиц.
Поскольку пик в спектре масс распада π+-мезона близок к порогу, соответствующему массе пары очарованных мезонов D*+ D0, можно предположить, что наиболее вероятен вариант с «молекулой», хотя реальная природа этой близости пока остается загадкой, и она не исключает мультикварковую «атомную» структуру. Кроме того, существует загадочная частица χc1(3872), которая по массе тоже близка сумме масс очарованных мезонов. Сходство масс χc1(3872) и Tcс+ может указывать на глубокую, но еще не изученную связь между двумя частицами.
На этой неделе на конференции коллаборации LHCb было объявлено о наблюдении еще двух адронов, Ξb(6327)0 и Ξb(6330)0. Таким образом, к списку адронов, обнаруженных на Большом адронном коллайдере, были добавлены еще три адрона, в результате чего общее количество обнаруженных адронов достигло 62.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
С момента запуска Большого Адронного Коллайдера, который стал, по сути, первым ускорителем частиц, захватившим общественное внимание, многих занимает вопрос – что случится, если на пути его главного луча окажется живой человек? Что ж, к счастью (или к несчастью?) нам нет нужды гадать – именно это случилось с русским учёным Анатолием Бугорским в 1978 году.
Давайте узнаем как это было.
13 июля 1978 года исследователь из Института физики высоких энергий СССР Анатолий Бугорский, во время ремонта синхрофазотрона У-70 (самого мощного на момент своей постройки ускорителя частиц в мире) случайно оказался на пути главного протонного луча ускорителя.
Событие произошло случайно: во время предыдущего эксперимента высокая интенсивность пучка была не нужна, поэтому автоматическую блокировку двери, как выяснилось позже, отключили. Табло же на двери не светилось из-за перегоревшей лампочки. Кроме того, Бугорский, позвонив на пульт, сказал, что будет в канале через пять минут, а пришёл, видимо, немного раньше, чем оператор снял пучок. Анатолий Петрович наклонился к приборам и его голова попала в невидимую зону опасности.
Луч вошёл в его череп в левой части затылка и вышел слева от носа. Различные источники расходятся в оценках, какое количество ионизирующего излучения в этот момент получил Анатолий, но некоторые говорят, что порядка 200.000 – 300.000 рад. В любом случае, луч был достаточно силён, чтобы прожечь дыру в кости, коже, и мозговой ткани.
Дозы радиации в 200.000 – 300.000 рад, если бы она была поглощена человеческим телом, было более чем достаточно для острой лучевой болезни и смерти. В случае Бугорского, протонный луч оказался настолько узко сфокусированным, что прошёл прямо сквозь тело – если бы он был чуть шире, и поразил большее число клеток, Анатолий наверняка бы погиб.
Справедливости ради следует сказать, что по современным стандартам советский У-70 – это весьма слабый ускоритель. Когда в 2015 году вновь будет запущен Большой Адронный Коллайдер, он будет иметь энергию столкновения двух протонных лучей около 70 ТэВ – это почти в 200 раз больше, чем 67 ГэВ У-70.
Анатолий Бугоский сегодня. Вы можете видеть, что левая часть его лица немного опущена вниз из-за паралича, и на ней нет морщин – следствие того, что она не двигалась в течение 26 лет.
Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики
10 сентября 2008 года в ЦЕРНе было официально объявлено о запуске Большого Адронного Коллайдера. Сегодня мы расскажем вам о том, как появилась идея этого грандиозного проекта и чем современная физика ему обязана.
Вначале о терминологии и ее следствиях. Адроны — это элементарные частицы. Конкретно БАК сделан для столкновений пучков протонов, запущенных в кольцо ускорителя на очень больших (меньше скорости света всего на 3 метра в секунду) скоростях. Сталкиваясь, они порождают уйму других частиц. Многие из них живут слишком недолго, чтобы их можно было непосредственно обнаружить. Физики регистрируют продукты их распада, а то и результаты последующих распадов.
Примерно один месяц в году вместо протонов в кольцо БАКа отправляются ионы свинца, которые тоже сталкиваются на приличных скоростях.
Коллайдер — это ускоритель, в котором сталкиваются пучки разогнанных частиц. Возможен и иной вариант — когда эти частицы бомбардируют неподвижную мишень. Нам это сейчас неинтересно, поскольку на БАКе этого нет.
Ну, а «большой» он из-за геометрических размеров. Длина основного кольца — 26 659 м. Сегодня это — самый большой ускоритель в мире.
Концепция коллайдера рождалась примерно с 1984 года. Спустя десять лет она получила официальное признание и началось проектирование. Для размещения конструкций был использован кольцевой тоннель, прежде занятый Большим электрон-позитронным коллайдером. Последний был демонтирован в 2000 году. Первые устройства БАК были смонтированы в следующем году.
Главная задача БАК (иногда используется латинская аббревиатура LHC) — поиск данных, свидетельствующих о том, что реальная физика элементарных частиц отличается от Стандартной модели. Последняя была сформулирована теоретиками во вторую половину XX века и описала взаимосвязь сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий и порождаемые ими последствия в мире элементарных частиц.
«За кадром» осталась гравитация. Она, очевидно, есть, но сформулировать теорию, объединяющую ее с другими взаимодействиями, ученые пока не смогли. Это порождает предположения, что Стандартная модель должна быть частью какой-то более общей концепции. В популярной литературе она условно называется «Новой физикой». Или — что Стандартная модель в принципе неверна и надо все придумывать заново. Последний вариант для большинства физиков даже симпатичнее, поскольку сулит большую свободу для творческой фантазии.
Отдельная тема — опыты со столкновенями ионов свинца, во время которых изучается кварк-глюонная плазма, очень интересный вид материи.
Что из этого вышло?
Да, по‑хорошему, ничего. Стандартная модель оказалась очень живучей, за десять лет так и не удалось найти чего-то существенно ставящего ее под сомнение. Было документировано несколько событий, которые не наблюдались ранее, но, в целом, не стали большим сюрпризом. Так, в 2011 году были открыты два новых вида распада Bs-мезонов — частиц, в составе которых есть как «странный кварк» (s-кварк), так и «прелестный кварк» (b-кварк).
Это самое громкое на сегодня открытие, сделанное на LHC. Частица была предсказана в рамках Стандартной модели еще в середине 60-х годов, но экспериментально ее обнаружить все это время не удавалось — имеющимся ускорителям не хватало мощности. Автор гипотезы британский физик Питер Хиггс неоднократно заявлял, что знаменитый бозон не будет открыт при его жизни. Он не был единственным скептиком — Стивен Хокинг даже выразил готовность заключить пари на небольшую сумму относительно того, что бозон Хиггса на БАКе обнаружен не будет.
Тем не менее, в июле 2012 года коллаборации ATLAS и CMS объявили о нахождении бозона массой 125.3 ± 0.6 ГэВ. Скорее всего, это и есть знаменитый бозон Хиггса, хотя некоторые специалисты в этом по‑прежнему не уверены.
Во всяком случае, Питер Хиггс за подтвердившееся предсказание получил Нобелевскую премию 2013 года. Нобелевский комитет очевидно торопился — лауреату было уже хорошо за 80.
Выплатил ли Хокинг свой проигрыш достоверно неизвестно, но можно предполагать, что его гораздо больше огорчило очередное подтверждение Стандартной модели. Как было бы здорово формулировать Новую Физику!
Большой адронный коллайдер проработает до 2037 года. Что будет следующим шагом в строительстве ускорителей пока не очень понятно. Физиков интересует увеличение светимости, т. е., выражаясь упрощенно, количества детектируемых столкновений. Может быть этого можно достичь на ускорителях традиционной, кольцевой, архитектуры. Все принципы и технологии освоены и изучены, но кольцо получается очень большим и дорогим.
Может быть следующий флагман физики будет линейным ускорителем. Это существенно экономнее по энергии, но тогда нужны новые способы разгона частиц, иначе установка опять оказывается слишком большой — порядка сотен километров.
Может быть речь пойдет об ускорителе на основе иных принципов — фотонном или мюонном, но этих принципов в разработанном виде пока нет.
Отдельная интересная тема — вероятный ускоритель для изучения бозона Хиггса. БАК вполне подошел для его обнаружения, но изучать частицу на нем неудобно. Слишком много посторонних событий, на фоне которых трудно выявить нужное. Напрашивается конструкция, оптимизированная именно под бозон Хиггса, на которой его образование/распад регистрировались бы значительно чаще, чем сейчас и с меньшим количеством помех.
А как же черные дыры?
Это страшилка десятилетней давности: вот запустят свихнувшиеся очкарики свой коллайдер, в нем там возникнет маленькая черная дыра, она скушает вещество вокруг себя, подрастет, скушает еще и т. п. Короче говоря, в итоге поглощена будет вся планета.
Это смешно звучит, но были ведь пылкие люди, педалировавшие эту тему и даже подававшие судебные иски.
Прошло десять лет. Видимо, дыра родилась, поглотила все вокруг, включая нас, а мы этого и не заметили. Так и живем.
Так блэт, а когда там черную дыру сделают и на работу ходить не надо. А то давно обещали.
Надеюсь, что он не взорвался и не создал черную дыру 10 лет назад, потому что хочу верить в то, что происходит вокруг, и это не плод моей фантазии
Как время то летит! Мне вспоминается, что это было совсем недавно. Помню даже как пугали что коллайдер сделает чёрную дыру и все умрут.
То чувство, когда ничего не понял, но всё равно интересно
я бы лучше почитал про то, как рф продала необходимые для постройки технологии и почти ничего с этого не поимела
Как раз сейчас атомную физику и теорию поля начали изучать в институте. Хоть узнаю, зачем нужен коллайдер)
Псиионизационное излучение(я его только что придумал) БАК’а стабилизировало гиперпространство и пространство, да так, что все боги, демоны и загробные миры окрестностей схлопнулись. Также оно запустило цепную реакцию по преобразованию маны(тип энергии-излучения неквалифицированной в стандартной модели) в аналогичное излучение и деструктурировало энергетику потенциальных магов(Наиболее распространёнными последствиями являются раковыми опухолями).
Это происходило во смежном мире, но порталы(не смогли перенести ни одного живого человека) спасающихся магов перенесли часть излучения в наш мир. Увы, но способность излучения к саморепликации оказалось слишком сильна, и мы лишились магии задолго до задокументированных исторических событий.
«Физиков интересует увеличение светимости, т. е., выражаясь упрощенно, количества детектируемых столкновений»
100-километровому суперколлайдеру быть! Что нас ждёт за пределами известной физики?
100-километровому суперколлайдеру быть! Что нас ждёт за пределами известной физики?
Целью второго этапа станет поиск новых частиц или сил природы, а также расширение или, возможно, замена нынешней стандартной модели физики частиц. Начать строительство, согласно одобренному 19 июня документу, предполагается в 2038 году. Правда, проекту придётся преодолеть несколько серьёзных проблем.
Другая проблема заключается в том, что огромная часть технологий, которые потребуется для ускорителя второго этапа, ещё не разработаны. Хотя здесь есть и положительный момент — эти технологии станут предметом интенсивного изучения на ближайшие десятилетия. До создания нового коллайдера CERN будет продолжать эксплуатировать модернизированную версию нынешнего под названием High Luminosity LHC, который в настоящее время строится, а ориентировочно с 2024 года начнётся, собственно, модернизация, которая продлится около 2,5 лет. Так почему вообще коллайдер?
Дело в том, что на сегодняшний день у нас нет столь же надёжного эквивалентного способа искать ответы на вопросы мироздания. В конце концов, именно ускоритель частиц может помочь открыть антиматерию, которая позволит нам путешествовать между звёздами. Вполне вероятно, что в итоге мы дойдём и до строительства коллайдера космических масштабов, но для начала надо достичь текущую цель
В ЦЕРН уточнили свойства загадочной частицы X(3872)
Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила о новых данных, полученных при анализе частицы X(3872). Частица была обнаружена в 2003 г. в эксперименте Belle (KEK, Исследовательская организация ускорителей высоких энергий, Япония), но до сих пор специалистам не удалось прийти к единому мнению о кварковой структуре этой частицы. Участникам эксперимента LHCb удалось с лучшей в мире точностью измерить ширину и массу X(3872), а также сделать некоторые предположения о ее природе. Эксперименты на детекторе КЕДР электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-4М ИЯФ СО РАН помогли специалистам CERN с высокой точностью измерить один из параметров X(3872). Результаты опубликованы на сайте ЦЕРН.
«Как правило, если какая-то частица открыта, то уже через пару лет у специалистов появляется понимание, что она из себя представляет. Исследование X(3872) уникально в том смысле, что на протяжении уже семнадцати лет с ее открытия у нас все еще нет представления о ее внутренней структуре, – рассказал сотрудник коллаборации LHCb, старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова НИЦ «Курчатовский институт» (ИТЭФ), кандидат физико-математических наук Иван Беляев. – Нам были известны лишь ее довольно необычные свойства. Во-первых, при большой массе X(3872) ее ширина настолько маленькая, что мы практически не видели ее, а, во-вторых, ее масса совпадает с суммой масс двух других частиц – D0 и D*0 (D-ноль-мезон и возбужденный D-ноль-мезон)».
Частица X(3872) очень интересна специалистам. Статья, в которой сообщалось об открытии этого состояния, высокоцитируемая, на нее дается свыше 1700 ссылок. Это самая цитируемая работа эксперимента Belle. При этом для подобных экспериментальных работ уже 500 ссылок считается рекордом.
«Гипотез о природе частицы X(3872) довольно много, но основных три, – рассказал главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, участник коллаборации LHCb, доктор физико-математических наук Семен Эйдельман. – Например, гипотеза тетракварка предполагает, что частица состоит из c кварка и анти-c кварка, а также пары легких кварка и антикварка (u или d). Другая гипотеза описывает X(3872) как молекулу. Третья гипотеза, которую выдвинул выдающийся российский и американский физик-теоретик Михаил Волошин (Университет Миннесоты), называется адрочармоний – состояние, в центре которого связанные c и анти c кварки, а вокруг них облако легких пи-мезонов, то есть совокупность легкого адрона и чармония». Семен Эйдельман пояснил, что сегодня физическое сообщество склоняется к мнению, что X(3872) – это и обычное связанное состояние c кварка и анти c кварка, и молекула одновременно.