Новая частица, экзотический тетракварк, получила обозначение Tcс+. Как поясняют в новосибирском НИИ, это единственный известный науке дважды очарованный тетракварк: он содержит сразу два очарованных кварка, но при этом не имеет в своем составе очарованных антикварков.
Тетракварк представляет собой адрон, экзотическую элементарную частицу, которая состоит из двух кварков и двух антикварков. Причем "экзотика" в названии появилась не случайно. Изначально считалось, что адрон может состоять либо из пары кварк-антикварк (такую частицу еще называют мезоном), либо из трех кварков (барион). Барионами, например, являются известные всем со школьной скамьи протоны и нейтроны, они, наравне с мезономи, хорошо изучены и открыто их много. Однако, около пятидесяти лет назад было сделано предположение, что есть адроны, состоящие из четырех и даже пяти кварков. С тех пор ученые занимаются их поисками, успешно находят, но на фоне мезонов и барионов они действительно остаются экзотическими частицами.
На данный момент обнаружено всего четыре пентакварка и около двадцати тетракварков. Об открытии еще одного тетракварка и объявила коллаборация исследователей, в числе которых работают и новосибирские физики-ядерщики.
- Частица обладает уникальными свойствами и фактически представляет собой новую форму материи, - объясняет участник коллаборации LHCb, заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, академик РАН Александр Бондарь. - Так, c-кварки, входящие в новый тетракварк, относительно тяжелые: каждый обладает массой в 1,5 массы протона. Частица имеет положительный заряд (+1) и массу приблизительно 3,875 ГэВ.
Известные до настоящего момента тетракварки, несмотря на различные комбинации, всегда включали в себя очарованный кварк и очарованный антикварк. В новой частице очарованных антикварков нет. Помимо этого, новый тетракварк оказался "долгожителем", установив рекорд - период его жизни как минимум в десять, а как максимум в пятьсот раз превышает показатели частиц с похожей массой.
Результаты исследований были представлены на European Physical Society conference on high energy physics 2021, а также опубликованы ЦЕРН. Теперь ученым предстоит детальное изучение внутренней структуры частицы.