LHCb -detektorn sågs 2018 i sin underjordiska grotta. Den utmärkta precisionen hos denna detektor tillät LHCb -fysiker att utföra detaljerade mätningar av den dubbelcharmerade partikeln som de upptäckte först förra året. Upphovsman:M. Brice, J. Ordan/CERN
Att hitta en ny partikel är alltid en trevlig överraskning, men att mäta dess egenskaper är en annan historia och lika viktig. Mindre än ett år efter att ha tillkännagivit upptäckten av partikeln med det snygga namnet Ξ cc ++ (Xi cc ++ ), denna vecka tillkännagav LHCb -samarbetet den första mätningen i sin livstid. Tillkännagivandet gjordes under CHARM 2018 internationella workshopen i Novosibirsk i Ryssland:ett charmigt ögonblick för denna dubbel charmade partikel.
Den Ξ cc ++ partikel består av två charmkvarkar och en uppkvark, därför är den medlem i baryonfamiljen (partiklar sammansatta av tre kvarker). Partikelns existens förutsades av standardmodellen, teorin som beskriver elementära partiklar och krafterna som binder dem samman. LHCb:s observation kom förra året efter flera års forskning. Dess massa uppmättes till cirka 3621 MeV, nästan fyra gånger protonens (den mest kända baryonen), tack vare dess två charmkvarkar.
Den Ξ cc ++ partikel är flyktig:den sönderfaller snabbt till lättare partiklar. Det var faktiskt genom dess förfall till en Λc+ baryon och tre lättare mesoner, K-, π+och π+, att den upptäcktes. Sedan dess, LHCb -fysiker har genomfört en analys för att bestämma dess livstid med en hög precision. Det erhållna värdet är 0,256 pikosekunder (0,000000000000256 sekunder), med en liten osäkerhet. Även om det är väldigt litet i vardagen, en sådan tid är relativt stor inom området för subatomära partiklar. Det uppmätta värdet ligger inom det intervall som förutspås av teoretiska fysiker på grundval av standardmodellen, nämligen mellan 0,20 och 1,05 pikosekunder.
För att uppnå detta exakta resultat, LHCb -fysiker jämförde mätningen av Ξ:s livstid cc ++ med den för en annan partikel vars livstid är välkänd. De baserade sina mätningar på samma urval av händelser som ledde till upptäckten.
Att mäta en partikels livstid är ett viktigt steg för att bestämma dess egenskaper. Tack vare överflödet av tunga kvarkar som produceras av Large Hadron Collider (LHC) och LHCb -detektorns utmärkta precision, fysiker kommer nu att fortsätta sina detaljerade mätningar av egenskaperna hos denna charmiga partikel. Med denna typ av mätningar, de får en bättre förståelse för de interaktioner som styr beteendet hos partiklar som innehåller tunga kvarker.
