Teamet av fysiker som arbetar med LHCb Collaboration vid CERN har funnit att bottenkvarkar är mer benägna att existera i baryoner än mesoner när tätheten i miljön där de finns ökar. I deras artikel publicerad i Physical Review Letters, gruppen beskriver hur man studerar produktionen av b-kvarkar vid proton-till-proton-kollisioner.
Kvarkar är subatomära partiklar som bär en fraktionerad laddning och tros vara byggstenarna för hadroner. Tidigare forskning har föreslagit att de inte kan existera ensamma – teorin tyder på att de istället samexisterar som par i mesoner eller som trillingar i baryoner. I denna nya studie fann teamet i Schweiz att bottenkvarkar är mer benägna att existera i baryoner än mesoner när partikeldensiteten ökar.
Bottenkvarkar är tunga kvarkar med en –1/3e laddning – de övergår också till kvarkar med lägre massa i relativt långsam takt och är den näst mest massiva kvarkar som ingår i standardmodellen som ligger till grund för partikelfysik. Kanske mer anmärkningsvärt, de tros vara en sönderfallsprodukt av Higgs-bosonen.
I sitt arbete vid Large Hadron Collider studerade forskarna data från flera års sönderslag av protoner, som inkluderade egenskaperna hos partiklar som frigjordes. Mer specifikt tittade de på produktionstakten för B 0 mesons och A 0 b baryoner med en enda bottenkvark och mäter förändringarna som inträffade i deras produktionshastigheter efter kollisioner.
De upptäckte att A 0 b baryonerna ökade jämfört med B 0 mesoner över två händelser:laddningspartiklar ökar eller tvärgående rörelsemängd minskar. De trender de hittade tydde på att graden av täthet hade en inverkan på sannolikheten för förekomsten av närliggande bottenkvarkar.
Mer specifikt, ju tätare den var, desto mer sannolikt var det att bottenkvarkar skulle vara bland baryonerna snarare än mesonerna, vilket representerar ytterligare bevis på sammansmältning, varvid kvarkar kombineras när de krossas tillsammans på vissa sätt. Fyndet, konstaterar de, går emot teorier som tyder på att kvarkkonsolidering är oberoende av miljön.
Mer information: R. Aaij et al, Enhanced Production of Λb0 Baryons in High-Multiplicity pp Collisions at s=13 TeV, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.081901
Journalinformation: Fysiska granskningsbrev
© 2024 Science X Network
