Физики открыли "мятежную" субатомную частицу
Детектор BaBar. Фото с сайта www.sciencedaily.com/releases/2004/08/040803094110.htm и
Физик Антимо Палано (Antimo Palano), рассказывая 28 апреля в аудитории Центра линейного ускорителя в Стэнфорде (Stanford Linear Accelerator Center - SLAC, США) об эксперименте BaBar, предъявил доказательства идентификации новой субатомной частицы, обозначенной Ds (2317). Предварительное изучение данных эксперимента показало, что эта частица представляет из себя необычный "сплав" "очарованного" ("charm") кварка и "странного" ("strange") антикварка, соответственно, является мезоном.
Существование подобной частицы, впрочем, не стало для физиков неожиданностью, но ее масса оказалась существенно ниже, чем можно было бы ожидать. Отличными от предсказанных теорией оказались и некоторые другие параметры. Этот результат заставит теоретиков серьезно пересмотреть свои построения. В качестве альтернативы рассматривается и такая возможность: частица могла бы быть нового типа, до сих пор в экспериментах со всей определенностью не наблюдавшегося, - ассоциацией четырех кварков.
В настоящее время говорят о существовании шести типов (сортов или же "ароматов") кварков, каждый их которых имеет соответствующий антикварк. "Верхний" и "нижний" кварки ("up", "down" quarks) - самые легкие, они входят в состав ядер атомов обычного вещества. Более тяжелые кварки рождались в ранней Вселенной, они создаются сегодня в экспериментах на ускорителях частиц и в столкновениях космических лучей с атомами в земной атмосфере. Стэнфордский ускоритель имеет давнюю традицию открытия "очарованных" кварков, начиная с награжденного Нобелевской премией открытия первых таких частиц, системы "очарованный-антиочарованный", в 1974 году. Новая частица Ds (2317) объединяет "очарованный" кварк с другим тяжелым кварком - "антистранным" - и имеет неожиданные свойства, которые позволят лучше понять природу силы, которая связывают кварки вместе. Эта сила, в отличие от большинства других, известных в природе, растет неограниченно при увеличении расстояния между парой взаимодействующих кварков*.
"Это очень важное достижение для BaBar, - говорит руководитель проекта Марчело Джорджи (Marcello Giorgi) из итальянского Национального института ядерной физики (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - INFN) и Пизанского университета. - Мы обнаружили новую "очарованную" частицу в эксперименте, предназначенном, чтобы выявить различия между веществом и антивеществом с помощью базовых кварков. Иногда самые захватывающие открытия ждут нас в самых неожиданных местах. Правда, пришлось изрядно поволноваться в последние несколько недель, прежде чем мы выполнили все возможные проверки, чтобы удостовериться в реальности этой новой интригующей частицы. Тщательно изучая экспериментальные данные, собранные с 1999 года, мы оказались способны точно определить ее массу - 2317 МэВ". (Использовались данные от электрон-позитронных столкновений в электрон-позитронном коллайдере PEP-II. Наблюдался узкий пик в распределении около 2,32 ГэВ.)
В эксперименте BaBar задействовано более 500 ученых и инженеров из 75 учреждений в Канаде, Китае, Франции, Германии, Италии, Нидерландах, Норвегии, России, Великобритании и Соединенных Штатах.
Источники:
Experiment identifies new subatomic particle, adding to understanding of matter - Stanford Report
BaBar detects new particle - PhysicsWeb
Physicists find 'rebel' particle - BBC News
Ссылки:
Кварки - новая глава саги о микромире - "Техника - молодежи"
Нейтрино открывает свои тайны - "Знание - сила"
_____________________________________
* - Оставшаяся пара "ароматов" кварков ответственна за "красоту" (beauty) и "истинность" (truth), причем t-кварк тяжелее всех предыдущих.
Обсудить
Дословно
Раймонд Орбак (Raymond L. Orbach)
(об открытии новой субатомной частицы Ds (2317))
Эксперимент BaBar способствует появлению важного нового знания, расширяющего наше понимание фундаментальной структуры вещества. Это внушительное достижение отражает успех сильной команды профессионалов в SLAC, занимающихся физикой ускорителей, специалистов по компьютерам, инженеров, администраторов и многих других, чьи усилия были важны для получения такого результата.
Статьи по теме
Физики открыли "мятежную" субатомную частицу
На линейном ускорителе в Стэнфорде идентифицировали новую субатомную частицу Ds (2317). Эта частица представляет из себя необычный "сплав" "очарованного" кварка и "странного" антикварка. Ее масса оказалась существенно ниже, чем можно было бы ожидать. В качестве альтернативы рассматривается и такая возможность: частица могла бы быть в новом, до настоящего времени невиданном состоянии - ассоциация четырех кварков.
Астрономы обнаружили "потерявшиеся" барионы
Астрономы обнаружили новый тип разогретого межгалактического газа, с помощью которого можно локализовать невидимое присутствие темного вещества во Вселенной. Газовое облако, в триллион раз массивнее, чем наше Солнце, и в 150 раз более горячее, окружает нашу местную группу галактик, в которую входит Млечный путь, туманность Андромеды и еще приблизительно 30 мелких галактик.
Экспериментаторы ищут новые силы, предсказанные теориями суперструн
Самый чувствительный на настоящее время эксперимент по оценке гравитационного взаимодействия на сверхмалых расстояниях не дал новых козырей в руки сторонников теории суперструн. Но, несмотря на все это, идеи дополнительных измерений становятся необычайно популярными в связи с кризисом стандартных физических моделей, не способных объяснить новые наблюдения - ускоренно расширяющейся Вселенной, в которой царит темная энергия.
Кокон вокруг миллисекундного пульсара Черная Вдова
Изображение таинственного пульсара Черная Вдова, полученное "Чандрой", позволило разглядеть удлиненный "кокон" из высокоэнергетических частиц вокруг этого объекта. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой даже относительно слабо намагниченные старые нейтронные звезды могут производить мощные электромагнитные поля и ускорять частицы до высоких энергий, если они вращаются достаточно быстро.
Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс
Новые данные, полученные с межпланетной космической лаборатории "Марс Одиссей", находящейся в настоящее время на марсианской орбите, подтверждают подозрения ученых по поводу радиации на Марсе: она столь интенсивна, что это неизбежно подвергнет опасности жизни астронавтов, посланных для исследования Красной планеты.
Неуловимая темная материя блуждает как пьяный матрос
До недавнего времени предполагалось, что таинственное темное вещество распределяется равномерно в массивном ореоле вокруг каждой галактики. Это не совсем верно. Такие ореолы действительно существуют, но состоят они из тысяч отдельных скоплений, которые можно воспринимать как своеобразные "темные" спутниковые галактики.
Обнародован "портрет" юной Вселенной, полученный зондом WMAP
Новые данные от зонда WMAP обеспечили космологов информацией, позволяющей нарисовать реальную картину раннего этапа в развитии Вселенной. Кроме того, определен возраст нашего мира с беспрецедентной точностью. Он составляет 13,7 млрд лет. Самое большое удивление ученые испытали, когда при анализе данных выяснилось, что первая генерация звезд появилась спустя всего лишь 200 млн лет после Большого взрыва.
Стивен Хокинг считает, что окончательной теории Вселенной может и не существовать
Все теории, развиваемые до настоящего времени для того, чтобы объяснить Вселенную, "являются либо противоречивыми, либо неполными", - заявил Хокинг. Он сослался на работы Курта Гёделя, чешского математика, автора знаменитой теоремы Гёделя, согласно которой в пределах любой области математики некоторые суждения никак не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты.
Впервые удалось измерить скорость гравитации
Впервые с приемлемой точностью удалось измерить скорость гравитации. Измерялось небольшое видимое изменение позиции квазара, вызванное изгибом пути радиоволн от этого источника в поле тяготения Юпитера. Результат важен с точки зрения "закрытия" некоторых вариантов современных теорий и поддержки других - он связан с космологическими теориями множественных вселенных и так называемой теории струн или суперструн.
Загадка солнечных нейтрино решена
Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.
Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь
Исследователи выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд.
Постоянство гравитационной постоянной G под сомнением
Новый эксперимент швейцарских физиков, поставленный для уточнения значения гравитационной постоянной G, прибавил весомости довольно спорной теории, согласно которой на силу гравитации оказывает влияние магнитное поле Земли.
Вселенная во власти "темной энергии": новое доказательство
Наблюдения за отдаленными квазарами показывают, что основная часть энергии во Вселенной содержится в форме таинственной "темной энергии". Долгое время считалось, что модель расширяющейся Вселенной, по крайней мере, на современном ее этапе, позволяет обойтись без этой новой сущности.
Новости по теме
