V urychlovači LHC byla potvrzena existence dvou nových částic a objeveny náznaky třetí

29. 09. 2018

Částicová fyzika LHC

Detektor LHCb na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) detekoval dvě doposud neviděné částice a náznaky existence třetí. Tyto subatomární částice byly už dříve teoreticky předpovězeny v tzv. kvarkovém modelu. Jedná se o baryony - druh částic, ke kterému patří také protony, z jejichž srážek vznikly. Vědci si od podrobnějšího studia těchto částic slibují odhalení mechanismu, který drží pohromadě kvarky - jedny ze základních stavebních kamenů hmoty.

Higgsův boson

Simulovaný model výstupu CMS detektoru LHC. Na obrázku je simulovaná kolize protonů, která vyústila ve vznik higgsova bosonu, který se následně rozpadl na dva hadrony a dva elektrony.

Image credit:

Dvě nové částice dostaly označení Σb(6097)+ a Σb(6097)- a stejně jako ostatní baryony se skládají ze tří kvarků. Čtveřice příbuzných lehčích částic byla už dříve detekována v americkém Fermilabu, detekce v LHC je však první pozorování těchto těžších baryonů.


  

    
Baryonová částice
    
Složení
  

    
Proton
    
horní kvark
(up quark)
    
horní kvark
(up quark)
    
dolní kvark
(down quark)


  

    
Σb(6097)+
    
horní kvark
(up quark)
    
horní kvark
(up quark)
    
spodní kvark
(bottom quark)


  

    
Σb(6097)-
    
dolní kvark
(down quark)
    
dolní kvark
(down quark)
    
spodní kvark
(bottom quark)


  


Detektor LHCb detekoval ještě potenciální třetí subatomární částici, tentokrát by mělo jít o mezon, který se na rozdíl od baryonů skládá ze 4 kvarků. Částice s označením Zc-(4100) v sobě má dva kvarky a dva antikvarky. Detekce však byla zaznamenána s příliš velkou odchylkou a tak nejde přímo o objev. Pro potvrzení existence této částice je třeba provádět další experimenty.

Urychlovač LHC (Large Hadron Collider) je umístěn pod švýcarsko-francouzskou hranicí a urychluje protony na rychlosti blízké rychlosti světla. Tyto urychlené protony se nasměrují proti sobě a při jejich kolizích dochází k jejich rozpadu na menší částice, které se postupně rozkládají nebo slučují. Detektory umístěné na LHC následně zkoumají, jaké částice v kolizích vznikají. Tímto hl způsobem vědci poznávají z čeho se vlastně skládá hmota, která je všude kolem nás.