Співробітникам колаборації CDF вдалося зареєструвати розпад передбаченого в Стандартної моделі нейтрального баріони Ξb0.

Ядерна фізика називають елементарні частинки, що складаються з трьох кварків. Найвідомішими частинками такого роду вважають протон, утворений двома верхніми (u) кварками і одним нижнім (d), і нейтрон, який має «зворотний» склад udd.

Ξb0 належить до сімейства чарівних баріонів, що містять, як нескладно здогадатися, важкий чарівний (b) кварк і приблизно в шість разів перевершують протон і нейтрон за масою. Чарівні баріони народжуються тільки в зіткненнях на високих енергіях, і виявляти їх досить складно, але в експериментах на американському протон-антипротонному колайдері «Теватрон», де й встановлений детектор CDF, багато з цих частинок все ж спостерігалися. У 2007-му тут, наприклад, був відкритий Барион Ξb-, до складу якого входять нижній, дивний (s) і чарівний кварки, а двома роками пізніше – Ωb-(ssb).

Можливі баріони зі спіном 1 / 2, складені з верхнього, нижнього, дивного і чарівного кварків. Частинки, які містять зачарований кварк, тут не зазначені. В дужках вказано, спостерігалися чи в експерименті баріони, що входять в три різні групи.

Схема розпаду утворився Ξb0 показана на малюнку нижче. Після народження він долає приблизно міліметр і перетворюється в короткоживучий позитивно заряджений Барион Ξс + і довгоживучий негативний півонія π-. З'явився Ξс + потім швидко розпадається на пару півоній і частку Ξ-, яка встигає залишити слід в кремнієвої трекової системі CDF до свого розпаду на піон і незаряджену лямбда-частинку Λ. Остання може пройти декілька сантиметрів, після чого також зникає з утворенням протона і піона.

Розпад Ξb0 (ілюстрація CDF collaboration).

Переглянувши дані майже по 500 трильйонів зіткнень протонів з антипротонами, вчені з CDF виділили 25 подій, які мали всі ознаки розпаду Ξb0. Статистична значимість сигналу склала сім стандартних відхилень, чого цілком достатньо для оголошення про відкриття.

Масу Ξb0 фізики оцінили в 5,7878 ГеВ.

За матеріалами: Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі

Tweet