Нежданная находка на ускорителе CEBAF: физики открыли два экзотических состояния

Два экзотических состояния

Как сообщает НВ — Техно: Американские исследователи, работающие в составе международного проекта GlueX на ускорителе CEBAF, получили неожиданный результат: они обнаружили два ранее неизвестных вида материи. Эксперимент изначально был нацелен на поиски гипотетической частицы Y(2175), однако вместо неё в данных проявились две другие экзотические структуры - Y(2240) и X(1830). Для русскоязычной аудитории поясним: это открытие сделано в рамках фундаментальной физики высоких энергий и напрямую связано с пониманием устройства материи.

Ход эксперимента и его итоги

В опыте пучок электронов направляли на тонкую алмазную пластину, после чего электроны превращались в мощный поток фотонов высокой энергии. Когда эти фотоны сталкивались с протонами, находившимися в жидком водороде, рождались мезоны Y(2240) и X(1830). Достоверность регистрации частицы Y(2240) достигает уровня пяти сигма, что соответствует уверенности 99,9994 процента.

Устройство новых частиц не укладывается в простую схему: помимо кварков в них существенную роль играют глюоны. По мнению физиков, внутри таких мезонов формируются возбуждённые глюонные поля, которые удерживают атомные ядра. Теоретики уже анализируют данные GlueX, чтобы проверить, может ли Стандартная модель описать эти явления.

• Частица Y (2240)
• Частица X (1830)

"Мы хотели проверить уже известного кандидата, а обнаружили два других сигнала. Это принципиально новые сведения для физики", - прокомментировал Мальте Альбрехт.

Коллеги также поделились своими оценками. Джастин Стивенс обратил внимание: важно выяснить, присутствует ли глюонный вклад в наблюдаемую структуру, поскольку это нечто большее, чем обычная пара кварка и антикварка. Франк Нерлинг сравнил момент с новой эрой, похожей на ситуацию семидесятилетней давности: теперь учёные столкнулись с целым набором экзотических состояний.

Открытие Y(2240) и X(1830) может существенно изменить картину физики элементарных частиц. Оно служит напоминанием о том, что даже поиск одного объекта способен привести к обнаружению совершенно других, не вписывающихся в привычные модели. Исследователи надеются, что находка даст импульс новым работам, а также поможет глубже понять взаимодействия кварков и глюонов, которые лежат в основе материи и, в конечном счёте, Вселенной.

В то время как исследователи продолжают анализировать результаты эксперимента GlueX, стоит обратить внимание на другие аспекты физики высоких энергий. Например, учёные уже объяснили механизм ускорения самой горячей материи во Вселенной, что может дополнить наше понимание экзотических состояний, обнаруженных в CEBAF. Эти открытия не только расширяют горизонты теоретической физики, но и могут привести к новым экспериментам и исследованиям в этой области.