Salah satu detektor Large Hadron Collider telah menemukan partikel baru, yang terdiri dari empat quark yang terpesona. Fisikawan percaya bahwa ini adalah perwakilan pertama dari kelas partikel yang tidak terdeskripsikan.
Distribusi dua dimensi (kanan bawah) di-J / ψ kandidat dan proyeksinya ke (kiri bawah) M (1) μμ dan (atas) M (2) μμ. Ada empat komponen karena setiap proyeksi terdiri dari sinyal dan kandidat latar belakang J / ψJ / ψ. Label J / ψ1, 2 dan bkg1,2 masing-masing mewakili kontribusi sinyal dan latar belakang distribusi M (1), (2) μμ.
Kolaborasi LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) telah menemukan tipe baru dari partikel empat quark yang belum pernah terlihat sebelumnya. Penemuan ini dipresentasikan pada seminar baru-baru ini di CERN, dan juga dijelaskan dalam artikel di situs pracetak arXiv. Penemuan ini akan membantu para ilmuwan memahami quark - partikel fundamental Model Standar Alam Semesta.
Mereka biasanya berkumpul dalam kelompok dua (quark - antiquark) atau tiga untuk membentuk proton dan neutron. Partikel yang lebih besar dianggap eksotik, tetapi para ilmuwan telah lama berasumsi bahwa mereka mungkin terdiri dari empat atau lima quark (yang disebut tetraquark dan pentaquark). Dalam beberapa tahun terakhir, eksperimen di Large Hadron Collider (LHC) telah mengkonfirmasi keberadaan hadron tersebut. Mereka ideal untuk mempelajari gaya nuklir kuat, salah satu dari empat gaya fundamental di alam semesta yang mengikat proton, neutron, dan inti atom bersama-sama.
“Partikel yang baru kami temukan adalah yang pertama terdiri dari quark berat dari jenis yang sama: dua quark terpesona dan antiquark,” kata juru bicara LHCb, Giovanni Passaleva. "Sejauh ini, LHCb dan eksperimen lain hanya mencatat tetraquark dengan maksimal dua quark berat, dan tak satu pun dari mereka yang memiliki lebih dari dua quark dengan tipe yang sama."
Untuk mencari tetraquark T cccc baru, tim LHCb menghitung kemungkinan massanya dan mempelajari data yang diperoleh di detektor selama periode peluncuran pertama dan kedua LHC pada 2009-2013 dan 2015-2018. Dia menemukan dua lonjakan energi pada kisaran 6900 dan 6400-6600 megaelektronvolt. Dalam upaya untuk menggambarkan hasil yang diperoleh, para ilmuwan menemukan lebih dari lima deviasi standar dalam kisaran 6200-7400 megaelektronvolt. Ini cukup untuk mengumumkan penemuan partikel baru. Selain itu, lompatan tersebut sesuai dengan massa T cccc. "Partikel ini unik - hadron eksotis yang mengandung empat quark, bukan dua atau tiga partikel materi biasa, dan yang pertama mengandung quark berat," kata para ilmuwan.
Belum jelas apakah partikel baru itu adalah "tetraquark sejati", yaitu sistem empat quark yang terikat erat, atau terdiri dari dua pasangan biasa. Bagaimanapun, partikel baru akan membantu ahli teori menguji model kromodinamika kuantum, yang menggambarkan interaksi kuat partikel. Penulis bermaksud untuk melanjutkan penelitian selama peluncuran ketiga LHCb, pada Maret 2021.
