Новые загадки Большого адронного коллайдера


Заведующий лабораторией тяжелых кварков и редких распадов НИИЯФ МГУ Бережной Александр Викторович дал комментарий по поводу новых исследований LHCb.

НИИЯФ МГУ принимает участие в эксперименте LHCb Большого адронного коллайдера с 2008 года. В задачи группы входит анализ физических данных, калибровка электромагнитного калориметра, а также обеспечение работы и модернизация вершинного детектора эксперимента VELO. Именно благодаря рекордному разрешению детектора VELO стало возможным наблюдение пяти чрезвычайно узких резонансов в спектре масс Ξ+с бариона и K-мезона, о котором эксперимент LHCb объявил 16 марта 2017 года.

Известно, что Ξ+с состоит из с-кварка, s-кварка и u-кварка; а K- мезон состоит из s-кварка и u-антикварка. Исходя из такого кваркового состава конечных частиц, обнаруженные резонансы интерпретируются как возбуждённые состояния Ω0с бариона, имеющем в своём составе два s-кварка и один c-кварк. Таким образом распад резонансов должен происходить сильным образом по схеме: (сss) →(csu)+(ûs).

Продукт распада новых резонансов Ξ+с распадается слабым образом и реконструируется в хорошо изученной моде pK-π+ . Следует отметить, что распад Ξ+c→ pK-π+ Кабиббо-подавлен и его использование в настоящем исследовании стало возможным только в силу рекордно высоких сечений рождения частиц с тяжелыми кварками в области детектора LHCb.

Обсуждаемое наблюдение ставит перед теоретиками целый ряд серьёзных вопросов:

1. Почему видны только пять состояний? Ведь из c-кварка и двух s-кварков можно сконструировать гораздо большее количество состояний.
2. Почему наблюдаемые резонансы такие узкие?
3. Какими квантовыми числами эти резонансы характеризуются?
4. Как можно объяснить значения масс открытых частиц?
5. Есть ли аналогичные возбуждённые состояния у Ω0bбариона, состоящего из двух s-кварков и одного b-кваркa?

Более подробную информацию можно найти на странице LHCb http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/.