Eden od detektorjev velikega hadronskega trkalnika je odkril nov delček, sestavljen iz štirih očarljivih kvarkov. Fiziki menijo, da je to prvi predstavnik neopisanega razreda delcev.
(Dno-desno) dvodimenzionalna porazdelitev kandidatov di-J / ψ in njene projekcije na (spodnji levi) M (1) μμ in (zgornji) M (2) μμ. Prisotne so štiri komponente, ker je vsaka projekcija sestavljena iz signala in ozadja J / ψJ / ψ. Oznake J / ψ1, 2 in bkg1,2 predstavljajo prispevek signala in ozadja k porazdelitvi M (1), (2) μμ.
Sodelovanje LHCb (Large Hadron Collider Beauty Experiment) je našlo novo vrsto delcev s štirimi kvarki, ki jih še nikoli nismo videli. Odkritje je bilo predstavljeno na nedavnem seminarju v CERN-u, opisano pa je tudi v članku na spletnem mestu za tisk arXiv. To odkritje bo znanstvenikom pomagalo razumeti kvarke - temeljne delce Standardnega modela vesolja.
Običajno se združijo v skupine po dva (kvark - antikvark) ali tri, da tvorijo protone in nevtrone. Večji delci veljajo za eksotiko, vendar znanstveniki že dolgo domnevajo, da jih lahko sestavljajo štirje ali peti kvarki (tako imenovani tetraquarks in pentaquarks). V zadnjih letih so poskusi na velikem hadronskem trkalniku (LHC) potrdili obstoj takšnih hadronov. Idealni so za preučevanje močne jedrske sile, ene od štirih temeljnih sil v vesolju, ki vežejo protone, nevtrone in atomska jedra skupaj.
"Delček, ki smo ga pravkar odkrili, je prvi, sestavljen iz težkih kvarkov iste vrste: dva očarljiva kvarka in antikvark," pravi tiskovni predstavnik LHCb Giovanni Passaleva. "Do zdaj so LHCb in drugi poskusi zabeležili le tetraquake z največ dvema težkima kvarkoma in nobeden od njih ni imel več kot dveh kvarkov iste vrste."
Za iskanje novih tetraquarks T cccc je skupina LHCb izračunala njihovo možno maso in preučila podatke, pridobljene na detektorju v obdobjih prvega in drugega izstrelitve LHC v letih 2009-2013 in 2015-2018. Odkrila je dva naleta energije v območju 6900 in 6400-6600 megaelektronvoltov. V poskusu opisovanja dobljenih rezultatov so znanstveniki ugotovili več kot pet standardnih odstopanj v območju 6200-7400 megaelektronskih voltov. To je dovolj za napoved odkritja novega delca. Poleg tega takšni skoki ustrezajo masi T cccc. "Ta delček je edinstven - eksotična hadron, ki vsebuje štiri kvarke namesto dveh ali tri v navadnih delcih snovi, in prvi, ki vsebuje težke kvarke," pravijo znanstveniki.
Ni še jasno, ali je novi delček "pravi tetrakvark", torej sistem tesno vezanih štirih kvarkov ali ali je sestavljen iz dveh navadnih parov. Vsekakor bo nov delček teoretikom pomagal preizkusiti modele kvantne kromodinamike, ki opisuje močno interakcijo delcev. Avtorji nameravajo raziskave nadaljevati med tretjim lansiranjem LHCb, marca 2021.