En typisk LHCb -händelse helt rekonstruerad. Partiklar identifierade som pioner, kaon, etc. visas i olika färger. Kredit:LHCb -samarbete
LHCb -experimentet på CERN är en grogrund för nya och enastående fysikresultat. Bara de senaste månaderna, samarbetet har meddelat mätning av ett mycket sällsynt partikelförfall och bevis på en ny manifestation av materia-antimateria asymmetri, för att bara nämna två exempel.
I en tidning som släpptes idag LHCb -samarbetet tillkännagav upptäckten av ett nytt system med fem partiklar i en enda analys. Det exceptionella med denna upptäckt är att observera fem nya stater på en gång är en ganska unik händelse.
Partiklarna befanns vara exciterade tillstånd-ett partikeltillstånd som har en högre energi än den absoluta minimikonfigurationen (eller jordtillståndet)-för en partikel som kallas "Omega-c-zero", Ω c 0 . Detta Ω c 0 är en baryon, en partikel med tre kvarkar, innehållande två "konstiga" och en "charm" kvark. Ωc0 förfaller via den starka kraften till en annan baryon, kallas "Xi-c-plus", Ξc + (innehåller en "charm", en "konstig" och en "upp" kvark) och en kaon K -. Sedan Ξc + partikel sönderfaller i sin tur till en proton p, en kaon K- och en pion π + .
Från analysen av banorna och energin som finns kvar i detektorn av alla partiklar i denna slutliga konfiguration, LHCb -samarbetet kan spåra tillbaka den första händelsen - förfallet av Ω c 0 - och dess upphetsade tillstånd. Dessa partikelstater heter, enligt standardkonventionen, Ω c (3000) 0, Ωc (3050) 0 , Ω c (3066) 0 , Ωc (3090) 0 och Ωc (3119) 0 . Siffrorna anger deras massa i megaelektronvolt (MeV), mätt med LHCb.
Denna upptäckt möjliggjordes tack vare LHCb -detektorns specialiserade kapacitet för exakt igenkänning av olika typer av partiklar och även tack vare den stora datamängden som ackumulerades under den första och andra körningen av Large Hadron Collider. Dessa två ingredienser gjorde det möjligt att identifiera de fem upphetsade tillstånden med en överväldigande nivå av statistisk signifikans - vilket innebär att upptäckten inte bara kan vara en statistisk ström av data.
Nästa steg blir bestämningen av kvantantalet för dessa nya partiklar - karakteristiska tal som används för att identifiera egenskaperna hos en specifik partikel - och bestämning av deras teoretiska betydelse. Denna upptäckt kommer att bidra till att förstå hur de tre bestående kvarkerna är bundna inuti en baryon och även för att undersöka sambandet mellan kvarker, som spelar en nyckelroll i beskrivningen av tillstånd med flera kvarkar, såsom tetraquarks och pentaquarks.
